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情報をポリマーにエンコードするには、リン酸基を含む2種類のモノマー（「ビット」）が使用されます。 最初のタイプは1を示し、2番目のタイプはゼロを示します。 8モノマーごとに、バイトをマークするNO-C分子セパレーター（セパレーター）があります。
情報を復号化するために、各バイトは最初にセパレーターの位置で「分離」されます。 この後、モノマー間のリン酸結合が破壊され、質量分析計を使用してモノマー自体が識別されます。
現在、情報のエンコードと読み取りには数時間かかります。 しかし、科学者によると、問題は解決可能であるため、ポリマーの合成とシーケンス分析を自動化する必要があります。
科学者の次の目標は、より大きな分子である最初の「分子ディスケット」を作成することです。 彼女は、テキストのページなど、数キロバイトの情報を保存できます。
ヨーロッパの科学者の別のグループもバイオコンピューターを開発しており、5年後にはミオシンとキネシンのタンパク質に基づいたソリューションを発表することに注意してください。 量子コンピューターのように、並列計算の原理で機能します。 同時に、開発者は、「タンパク質」コンピューターの性能が量子マシンを上回ることを計画しています。
しかし、サドロン研究所の研究者は、合成ポリマーを使用する方が生物学的ポリマーよりも簡単であるため、開発は大量使用に適していると考えています。 彼らのプロジェクトの詳細については、Nature Communicationsの記事をご覧ください 。
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代替ソリューション
「ポリマー」コンピューターに加えて、量子とDNAに基づくコンピューターが活発に開発されています。 これらはすべて、データをより効率的に保存し、コンピューティングパフォーマンスを向上させるために、従来のシリコンチップを置き換えるように設計されています。
モントリオールのマギル大学の生物工学教授であるダン・ニコラウ氏によると 、現代のほとんどすべての本当に興味深い数学的な問題は、現代のコンピューターでは解決できません。
量子コンピューターは、計算に量子重ね合わせと量子もつれの現象を使用します。 4桁のパスワードを解読する通常のコンピューターがブルートフォースでそれらを検索する場合、十分な数の量子ビットを持つ量子コンピューターの場合、目的のパスワードは可能な状態の1つです。
したがって、量子マシンが「即座に」解決する多くの問題。 最も効率的な量子コンピューターは現在51キュビットです。
ただし、量子コンピューターには2つの重要な問題があります。 動作するためには、ケルビンによればゼロに近い温度、真空、電磁放射がないことが必要です。 さらに、量子ビットが相互作用する場合、その寿命は大幅に短縮されます。
また、1,000を超えるキュービットを備えた断熱D-Waveコンピューターもあり、21,000の結果を同時に処理できます。 しかし、量子もつれの原理を使用していないため、それらを古典的な量子コンピューターと呼ぶことはできません。 これらは 、パターンの認識、既知のアミノ酸配列を使用したタンパク質の3次元形状の研究、および離散的な最適化問題の解決に使用されます。
シリコンのその他の代替品として、DNAコンピューターは20年以上にわたって開発されてきました。 1994年、レナードアドルマンは 、DNAが古典的な巡回セールスマン問題を効果的に解決できることを実証しました。 現在、マイクロソフトはDNAコンピューターの作成に積極的に取り組んでいます。 特に、彼女はすでに200 MBのデータをDNAキャリアに入れることに成功しています。
DNAコーディングは、シトシン、グアニン、アデニン、チミンの4つの窒素塩基のシーケンスによって実行されます。 データがエンコードされると、分子が合成されます。 数千年にわたって情報を保存できます。
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