DNA電腦是套用DNA存儲遺傳密碼的原理，通過生物化學反應，用基因代碼作為計算輸入輸出的液體電腦。
基本介紹
- 中文名：DNA電腦
- 外文名：DNA Computer
- 人員：數學家、生物家、化學家、物理家
- 原理：計算機上含有大量的遺傳密碼
- 功能：通過生化反應進行遺傳信息的傳遞
電腦原理,電腦優點,電腦套用實例,
電腦原理
目前，世界各國的數學家、生物家、化學家以及計算機專家正在合作研製未來的液體DNA電腦，並且取得了突破性進展。研究表明，計算機上含有大量的遺傳密碼，可通過生化反應進行遺傳信息的傳遞，這是生命現象的基本特徵之一。DNA計算機的原理是：
(1)利用DNA存儲遺傳密碼就的原理存儲數據。科學家認為，DNA的存儲量非常巨大，1立方米的DNA容量可以存儲1×10^20位的信息，相當於目前世界上所有計算機存儲容量的總和。
(2)DNA單元之間可以在某種酶的作用下瞬間完成生物化學反應，而且數億萬億的DNA單元能夠同時並行的進行生化操作，以此可以實現人們目前需要的計算。樂觀的科學家認為，DNA計算機的計算速度之快，在幾天內完成的運算量相當於當前世界上有史以來所有計算量的總和。
(3)反應前的基因代碼可以作為計算的輸入，反應後的基因代碼可以作為計算的輸出。生化計算機是人們一直夢寐以求的願望。它可以實現現有計算機無法進行的模糊推理和神經網路計算，是智慧型計算機乃至“人造大腦”最有希望的突破口。
(1)利用DNA存儲遺傳密碼就的原理存儲數據。科學家認為，DNA的存儲量非常巨大，1立方米的DNA容量可以存儲1×10^20位的信息，相當於目前世界上所有計算機存儲容量的總和。
(2)DNA單元之間可以在某種酶的作用下瞬間完成生物化學反應，而且數億萬億的DNA單元能夠同時並行的進行生化操作，以此可以實現人們目前需要的計算。樂觀的科學家認為，DNA計算機的計算速度之快，在幾天內完成的運算量相當於當前世界上有史以來所有計算量的總和。
(3)反應前的基因代碼可以作為計算的輸入，反應後的基因代碼可以作為計算的輸出。生化計算機是人們一直夢寐以求的願望。它可以實現現有計算機無法進行的模糊推理和神經網路計算，是智慧型計算機乃至“人造大腦”最有希望的突破口。
電腦優點
DNA電腦至少有三大優點： 一是體積小，用於存儲信息的空間僅為普通計算機的幾兆分之一。其信息可存儲在數以兆計的DNA鏈中。二是這種電腦運算速度極快。一台DNA電腦只需幾天時間，就可以完成迄今為止所有計算機曾經進行過的運算。三是最大限量的減少能耗，DNA電腦的能耗，僅為普通電腦的十億分之一。
電腦套用實例
DNA電腦把二進制數翻譯成遺傳密碼的片段，每個片段就是著名的雙螺旋的一個鏈。科學家們希望能把一切可能模式的DNA分解出來，並把它放在試管里。然後，他們將製造互補數字鏈。互補數字鏈不會解決某一個方程式，但是將會從一個解決方案中把那些互補數字鏈提取出來。
DNA電腦的功能之所以強大，就在於每個鏈本身就是一個微型處理器。科學家能夠把10億億個鏈安排在1kg的水裡，而每個鏈各乾各的事情。它們各自進行計算。這意味著，DNA計算機能同時“試用”巨大數量的可能的解決方案。與此形成對照的是，電子計算機對每個解決方案必須自始至終進行計算，直到試用下一個方案為止。所以，普通電腦和DNA電腦是截然不同的。普通電腦一小時能進行許多次運算，但是一次只能進行一次運算，而DNA電腦進行一次運算需要大約一小時，但是一次能進行10億億次運算。
1994年11月，美國的《Sciense》上刊登了美國加利福尼亞大學的倫納德˙阿德拉曼博士利用DNA溶液成功求解出多個城市之間最短迴路問題的報導，這是第一個關於DNA計算機的報導。2001年，以色列威茨曼研究所成功的研製了一台全自動運行的DNA計算機，該機可以在生物體記憶體儲和處理信息，具有普通計算機的大部分功能，標誌著DNA計算機的研製向實用邁出了一大步。2001年，日本開發出全球第一太能投入商業套用的DNA計算機，該機可進行基因診斷。
DNA電腦的功能之所以強大，就在於每個鏈本身就是一個微型處理器。科學家能夠把10億億個鏈安排在1kg的水裡，而每個鏈各乾各的事情。它們各自進行計算。這意味著，DNA計算機能同時“試用”巨大數量的可能的解決方案。與此形成對照的是，電子計算機對每個解決方案必須自始至終進行計算，直到試用下一個方案為止。所以，普通電腦和DNA電腦是截然不同的。普通電腦一小時能進行許多次運算，但是一次只能進行一次運算，而DNA電腦進行一次運算需要大約一小時，但是一次能進行10億億次運算。
1994年11月，美國的《Sciense》上刊登了美國加利福尼亞大學的倫納德˙阿德拉曼博士利用DNA溶液成功求解出多個城市之間最短迴路問題的報導，這是第一個關於DNA計算機的報導。2001年，以色列威茨曼研究所成功的研製了一台全自動運行的DNA計算機，該機可以在生物體記憶體儲和處理信息，具有普通計算機的大部分功能，標誌著DNA計算機的研製向實用邁出了一大步。2001年，日本開發出全球第一太能投入商業套用的DNA計算機，該機可進行基因診斷。
