يك قطره آب، جايگزين رايانه شما!!

[hossein_bw94]

يك قطره آب، جايگزين رايانه شما!!
سال 1994 بود. دكتر لئونارد آدلمن، استاد رشته كامپيوتر دانشگاه كاليفرنيای جنوبی روی تختخواب خود دراز كشيده بود و كتاب بيولوژی ملكولی ژن، نوشته جيمز واتسون را مطالعه می‌كرد. ناگهان چيزی در ذهنش جرقه زد. كمی بيشتر فكر كرد. بله، سلول‌های انسان و رايانه‌ها در پردازش و ذخيره سازی اطلاعات تقريبا يكسان عمل می‌كنند. رايانه‌ها اطلاعات را در قالب رشته‌ای از يك و صفر ذخيره می‌كنند. موجودات زنده نيز اطلاعات را با مولكول‌های موسوم به A، T، C، G در يك DNA ذخيره می‌كنند. به عبارت ديگر DNA پتانسيل انجام عمليات محاسباتی و پردازش را دارد. در واقع DNA در شيوه ذخيره سازی اطلاعات ثابت روی ژن شما بسيار شبيه هارد ديسك عمل می‌كند و چنين بود كه ايده نسل جديدی از رايانه‌ها شكل گرفت: رايانه‌های DNA.

آن جرقه كوچك در ذهن آدلمن به سرعت به يك پروژه جدی در مراكز تحقيقاتی و پژوهشی تبديل شد. درواقع همه می‌دانستند كه با سرعت فعلی رشد صنعت چيپ سازی، رايانه‌های ترانزيستوری و سيليكونی كه بيش از 40 سال است در مركز توجه جهان محاسبات قرار داشته‌اند. بزودی به انتهای خط خواهند رسيد. چيپ‌ها كوچك‌تر و كوچك‌تر شدند و در هر 18 ماه تعداد قطعات الكترونيكی موجود روی چيپ دو برابر شد و سرعت چند برابر افزايش يافت، اما اين مينياتوری شدن چيپ ها و افزايش سرعتشان نهايت و حدی دارد و پس از آن متوقف خواهد شد، بنابراين توجه متخصصان به ميليون‌ها سوپر رايانه طبيعی موجود در موجودات زنده جلب شد و به كار روی نظريه آدلمن پرداختند.
ماشين‌ها و رايانه‌هايی نيز ساخته شده است. گرچه اگر به دقت نگاه كنيد به جای رايانه تنها تيوپ‌های كوچكی می‌بينيد كه آب دارند.
مسائلی كه در حال حاضر از سوی اين رايانه‌ها حل می‌شوند بسيار ابتدايی و مقدماتی هستند و كودكان با كاغذ و قلم سريع‌تر به پاسخ می‌رسند، اما چيزی كه متخصصان را همچنان دلگرم نگه داشته است و آنها را به كار بيشتر روی اين پروژه واداشته است. مزايايی است كه يك رايانه DNA خواهد داشت. DNA ارگانيسم سلولی است. بنابراين در همه موجودات زنده وجود دارد و هميشه يك منبع DNA در دسترس است. از طرف ديگر در دسترس بودن DNA باعث ارزان شدن آن به عنوان منبع ساخت رايانه می‌شود. همچنين بر خلاف مواد فعلی كه سمی و غيرقابل جذب در طبيعت هستند، DNA بخشی از محيط و موجود زنده است. از طرف ديگر اگر يك رايانه DNA را با يك رايانه امروزی مقايسه كنيم، نتايجی بسيار شگفت‌انگيز به دست می‌آوريم. رايانه‌های DNA بسيار كوچك‌تر از رايانه‌های امروزی هستند. در حالی كه حجم بسيار بيشتری از اطلاعات را می‌توانند در خود نگهداری كنند. يك پوند (453 گرم) DNA ظرفيتی بيشتر از تمامی رايانه‌های الكترونيكی ساخته شده دارد. از نظر قدرت محاسباتی نيز اين رايانه‌ها با رايانه‌های فعلی قابل مقايسه نيستند. قدرت محاسباتی يك رايانه DNA با اندازه اشك چشم بيشتر از قوی‌ترين سوپر رايانه‌های جهان است.

" "
بيش از 10 تريليون مولكول DNA در يك سانيتمتر مكعب جا می‌گيرد. با اين حجم از DNA می‌توان 10 ترابايت (1000گيگابايت) اطلاعات را ذخيره كرد و 10 تريليون محاسبه را در يك لحظه به انجام رساند.

" "


برای اينكه قدرت پردازش و دخيره سازی اين نوع رايانه برای شما بيشتر مشخص شود، مثال ديگری می‌زنيم. بيش از 10 تريليون مولكول DNA در يك سانيتمتر مكعب جا می‌گيرد. با اين حجم از DNA می‌توان 10 ترابايت (1000گيگابايت) اطلاعات را ذخيره كرد و 10 تريليون محاسبه را در يك لحظه به انجام رساند، همچنين می‌توان گفت كه يك گرم DNA خشك شده كه تقريبا به اندازه نصف يك حبه قند است، می‌تواند اطلاعات يك تريليون سی‌دی را در خود ذخيره كند.

حالا متوجه شديد كه چرا دانشمندان وقت زيادی را صرف اين ايده می‌كنند و می‌كوشند تا اين نسل جديد را به واقعيت تبديل كنند. اما مشكلاتی نيز وجود دارد. DNAها، هميشه آنطور كه انتظار می‌رود رفتار نمی‌كنند. پس يكی از مهم‌ترين مسائل متخصصان كنترل توليد و توسعه آنها برای دريافت نتايج دقيق از محاسبات است. يكی از متخصصان توانسته است رايانه‌ای را در سال 2001 به نام خود ثبت كند كه در يك قطره آب جای دارد و از مولكول‌های DNA و آنزيم‌ها به عنوان ورودی، خروجی، نرم‌افزار و سخت‌افزار استفاده می‌كند. در سال 2003 اين دانشمند به كمك همكارانش يك منبع تغذيه نيز به رايانه‌اش اضافه كرد. اين منبع، انرژی خود را از شكسته شدن مولكول‌های DNA تامين می‌كند. وی مطمئن نيست كه ژنتيك بتواند جايگزين سيليكون شود. اما معتقد است كه اين دو نسل به شيوه‌ای مسالمت آميز و در كاربردهای مختلف، كنار هم زندگی خواهند كرد و آخرين خبر اين كه در اواسط آگوست امسال( اواخر مردادماه) گروه ديگری از دانشمندان طی يك مقاله اعلام كردند كه رايانه‌ای ساخته‌اند كه مبتنی بر بيلوژيك است و برای انجام يك بازی با نام Tic-Tac Toe ( بازی xo در يك محيط 3x3 ) طراحی شده است. آنها معتقدند كه اين رايانه هيچگاه اين بازی را به انسان نمی‌بازد. به نظر می‌رسد استفاده هوشمند از رايانه‌های DNA آغاز شده است، اما آيا زمانی خواهد رسيد كه من و شما به جای اين رايانه‌های الكترونيكی از يك قطره آب برای انجام محاسبات استفاده كنيم؟

[user8604]

با فرض اینکه ساخته بشن باز هم کامپیوتر کلاسیکی هستند و قدرت یک کامپیوتر کوانتومی رو ندارن.