Żywe superkomputery uciekają z białek i energii komórkowej

Jeśli nowość rzeczywista życie maszyny nie były wystarczająco ekscytujące, istnienie biologicznych superkomputerów powinno budzić brwi.

Ten biologiczny komputer został stworzony przez zespół międzynarodowych naukowców związanych z projektem ABACUS, finansowaną przez Unię Europejską inicjatywę tworzenia lepszych superkomputerów. W ostatnim wydaniu czasopisma Materiały z Narodowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych naukowcy piszą, że ich tworzenie jest wysoce energooszczędne i może szybko przetwarzać informacje. Być może co najważniejsze, może obliczać w sieciach równoległych, w ten sposób obliczenia są przeprowadzane jednocześnie w superkomputerze.

Biologiczny aspekt komputera pochodzi z zastosowania adenozynotrifosforanu (ATP), cząsteczki energii, która istnieje we wszystkich żywych komórkach. Podczas gdy tradycyjny układ komputerowy ma elektrony, które przemieszczają się przez niego za pomocą ładunku elektronicznego, układ scalony w tym komputerze wykorzystuje ATP do zasilania ruchu krótkich łańcuchów białek. Naukowcy porównują obwód układu scalonego do układu ruchliwej sieci miejskiej - samochody to białka, a silniki - ATP. Poruszanie się po obwodzie tworzy energię, która pozwala wszystkim działać.

Główny autor badań, Dan Nicolau z McGill University, wpadł na pomysł stworzenia komputera biologicznego, bazując na labiryncie po „zbyt dużej ilości rumu”. Postrzega on zasilany biologicznie 1,5-centymetrowy chip jako punkt wyjścia do nowej ery superkomputerów, ale przyznaje że trudno powiedzieć, jak szybko ludzkość będzie miała pełne superkomputery biologiczne.

„Teraz, gdy ten model istnieje jako sposób na skuteczne radzenie sobie z jednym problemem, pojawi się wielu innych, którzy będą śledzić i próbować dalej go wykorzystywać, na przykład za pomocą różnych czynników biologicznych”, powiedział Nicolau w komunikacie prasowym. „Jedną z możliwości radzenia sobie z większymi i bardziej złożonymi problemami może być połączenie naszego urządzenia z konwencjonalnym komputerem w celu utworzenia urządzenia hybrydowego. W tej chwili pracujemy nad różnymi sposobami, aby dalej rozwijać badania. ”

Ale to nie znaczy, że „dowód koncepcji” Nicolau nie działa jeszcze jak superkomputer - jak dotąd okazało się, że potrafi wykorzystywać obliczenia równoległe do rozwiązywania złożonych problemów matematycznych. Nie jest jasne, do czego będzie zdolny następny.

Stworzenie tego modelu pojawia się w czasie, gdy jest to bardzo pilne w świecie superkomputerów. W lipcu prezydent Barack Obama wydał zarządzenie wykonawcze, w którym szczegółowo określił potrzebę nowego komputera o wysokiej wydajności do 2017 r. - ma on być 100-petaflopową maszyną, która ma być najszybszym superkomputerem na świecie.

Chociaż potrzebujemy szybkich superkomputerów, coraz bardziej oczywiste jest, że tradycyjne modele nie działają. W deklaracji misji projektu ABACUS piszą: „Zaczęliśmy także napotykać problemy, dla których nikt nie był w stanie znaleźć skutecznych skrótów.” Obejmują one „nowe projektowanie leków, czynności planowania, sprawdzanie, czy systemy inżynieryjne działają tak, jak są zaprojektowane. ”

Mamy nadzieję, że superkomputery biologiczne, które mają być mniejsze i mniej energochłonne niż tradycyjne superkomputery, będą w stanie znaleźć te skuteczne skróty.