当前位置: 绝缘体 >> 绝缘体介绍 >> 未来的计算机长什么模样有生命会呼吸的生物
所谓的生物计算机就是由蛋白质分子与周围物理化学介质相互作用而转化的分子运算过程。这种计算机的开关是酶来充当的,要想将酶更好的显现出来,还需要没自身和蛋白质结合在一起。这种计算机的体积相对较小、耗电少、运算效率高、存储能量大,能在生化环境下甚至能在有机体中进行工作,并能将其内在的分子和外部环境进行转换。在现实生活中,广泛的被应用在医疗诊治、遗传追踪以及生物工程上。
随着新技术的层出不穷,芯片技术的不断发展,物理对芯片的限制性将会被打破。为了解决物理性对芯片的影响,很多计算机科研人员仍在不断的开发和研究新技术,一些新型的计算机技术已经开始使用,虽然未达到成熟的阶段,但是随着计算机科研人员的不断努力,新型的计算机技术,将会更好的为人们服务,以满足人们现实需求。生物计算机进行深入分析。这些新型的计算机仍在发展期间,相信在不久的将来,新型计算机技术将会在更广泛的领域应用。随着科技的发展,人们对与计算机的要求也越来也高,现有的计算机越发难以满足人们的需求,就在这时,一个划时代的构想诞生了——分子计算机(DNA计算机)。
年,来自各国的多位有关专家共同探讨了DNA计算机的可行性,认为DNA分子间在酶的作用下可以从某基因代码通过生物化学的反应转变为另一种基因代码,转变前的基因代码可以作为输入数据,反应后的基因代码可以作为运算结果。利用这一过程可以制成新型的生物计算机。
瑞士巴塞尔大学的汉斯—韦尔纳.芬克和克里斯蒂安.舍嫩伯格在新近出版的英国《Nature》杂志上报道,他们发现DNA链的导电性可与半导体相媲美,如果能够给它装上开关对电流进行控制,就有可能用它制造极其微小的电器装置。
芬克说,一根DNA链的直径仅为20亿分之1米,没有任何金属线能加工到这么细,因此DNA链在制造微小电子元件方面可能将具有独特的优势。美国明尼苏达州立大学已经研制成功世界上第一个分子电路,由分子导线组成的显微电路只有目前无机计算机电路的千分之一。
根据最新的有关分子计算机科技的新闻报道,日本自然科学研究机构分子科学研究所大森贤治教授领导的一个研究小组近日宣布,他们利用10万亿分之一秒的高强度红外激光脉冲,成功向一个分子中的量子力学原子状态(波函数)瞬间读入信息。现在的高速信息处理依赖基于硅晶体管的大规模集成电路,但更大规模的集成电路会由于绝缘体的幅度达到数个原子层水平后而出现电子渗出,导致过热和错误发生。最新的纳米技术由于同样以电荷为信息载体,因此也逃不过这一命运。
为解决这一难题,研究小组选择了电子性质为中性的量子力学波函数作为信息载体进行试验。大森的研究小组之前曾成功利用0.3纳米尺寸的分子波函数,使超级计算机的傅里叶变换提高倍,验证了一个分子可以具有超高速计算机的功能。这一技术比以硅晶体管为基础的元件体积小倍,速度却提高倍以上。但是,分子内复数的波函数由于分子固有的性质,只能进行几种特定的计算。要实现任意演算,还需要开发出从外部置换分子内部信息的新技术。之前科学家们认为分子中不同能量状态的波函数不发生干扰,而此次研究小组发现,在10万亿分之一秒高强度红外激光脉冲的照射下,不同能量状态的波函数出现了干扰这一全新的物理现象。这种干扰现象可使分子内复数的波函数强度发生变化,进而可成功从外部读入信息。新成果意味着这一技术今后可能成为分子计算机的基础技术,研究小组还将对固体和液体中杂乱的波函数进行复元试验,以期建立分子计算机的基础技术。
我们相信,随着科学技术的不断发展,计算方式的多样性还会有新的表现。随着基因工程的高速发展,为蛋白质的工业化制造提供了技术上的保证,也促进生物计算机的主要部件——生物芯片(如基因芯片、合成蛋白芯片、血红素芯片、赖氨酸芯片等)的研究不断深入,人们将有能力按照设计的蓝图,随意制造出所需要的生物材料,并组装成生物计算机。