ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีชีวิตวิ่งหนีโปรตีนและพลังงานของเซลล์

หากแปลกใหม่จริง การดำรงชีวิต เครื่องจักรไม่น่าตื่นเต้นพอการมีอยู่ของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ชีวภาพควรยกคิ้ว

คอมพิวเตอร์ชีวภาพนี้ถูกสร้างขึ้นโดยทีมนักวิจัยนานาชาติที่เกี่ยวข้องกับโครงการ ABACUS ซึ่งเป็นโครงการริเริ่มของสหภาพยุโรปที่ได้รับทุนสนับสนุนเพื่อสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ดีกว่า ในวารสารฉบับล่าสุด การดำเนินการของ National Academy of Sciences ของสหรัฐอเมริกา นักวิจัยเขียนว่าการสร้างของพวกเขานั้นมีประสิทธิภาพพลังงานสูงและสามารถประมวลผลข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว บางทีที่สำคัญที่สุดมันสามารถคำนวณในเครือข่ายแบบขนานซึ่งเป็นวิธีการคำนวณที่ดำเนินการพร้อมกันในซูเปอร์คอมพิวเตอร์

ลักษณะทางชีววิทยาของคอมพิวเตอร์มาจากการใช้ adenosine triphosphate (ATP) ซึ่งเป็นโมเลกุลของพลังงานที่มีอยู่ในเซลล์ทุกเซลล์ ในขณะที่ชิปคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมมีอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ผ่านประจุอิเล็กทรอนิกส์ แต่ชิปภายในคอมพิวเตอร์เครื่องนี้ใช้ ATP เพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของโปรตีนที่สั้น นักวิจัยเปรียบเทียบวงจรของชิปกับตารางเมืองที่ยุ่ง - รถยนต์เป็นโปรตีนและเครื่องยนต์คือ ATP การเคลื่อนที่ผ่านวงจรเป็นสิ่งที่สร้างพลังงานที่ช่วยให้ทุกอย่างทำงาน

ผู้เขียนนำการศึกษา Dan Nicolau จาก McGill University ได้คิดแนวคิดเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ชีวภาพโดยการทำ dazling mazes หลังจาก“ เหล้ารัมมากเกินไป” เขาเห็นชิปขนาด 1.5 เซนติเมตรที่ใช้เชื้อเพลิงชีวภาพเป็นจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ของซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ แต่ยอมรับว่า ยากที่จะบอกว่ามนุษย์เร็ว ๆ นี้จะมีซูเปอร์คอมพิวเตอร์ชีวภาพเต็มรูปแบบได้อย่างไร

“ ตอนนี้แบบจำลองนี้มีอยู่เป็นวิธีที่ประสบความสำเร็จในการจัดการกับปัญหาเดียวจะมีคนอื่นอีกหลายคนที่จะติดตามและพยายามผลักดันมันต่อไปโดยใช้สารชีวภาพต่าง ๆ เป็นต้น” Nicolau กล่าวในการแถลงข่าว. “ ทางเลือกหนึ่งสำหรับการจัดการกับปัญหาที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้นคือการรวมอุปกรณ์ของเรากับคอมพิวเตอร์ทั่วไปเพื่อสร้างอุปกรณ์ไฮบริด ตอนนี้เรากำลังทำงานในหลายวิธีที่จะผลักดันการวิจัยต่อไป”

แต่นั่นก็ไม่ได้หมายความว่า Nicolau "พิสูจน์แนวคิด" ยังไม่สามารถทำงานได้อย่างซูเปอร์คอมพิวเตอร์จนถึงตอนนี้ก็พิสูจน์แล้วว่าสามารถใช้การคำนวณแบบขนานเพื่อแก้ปัญหาคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน ยังไม่ชัดเจนว่าจะสามารถทำอะไรต่อไป

การสร้างแบบจำลองนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาเร่งด่วนในโลกของซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ในเดือนกรกฎาคมประธานาธิบดีบารัคโอบามาออกคำสั่งผู้บริหารโดยมีรายละเอียดความต้องการคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงเครื่องใหม่ภายในปี 2560 ซึ่งเป็นเครื่อง 100 petaflop ที่เขาหวังว่าจะเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก

แม้ว่าเราต้องการซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่รวดเร็ว แต่โมเดลแบบดั้งเดิมก็ไม่ทำงาน ในคำแถลงพันธกิจโครงการของ ABACUS ที่พวกเขาเขียน“ เราได้เริ่มพบปัญหาที่ไม่มีใครสามารถหาทางลัดที่มีประสิทธิภาพได้” ซึ่งรวมถึง“ การออกแบบยาใหม่กิจกรรมการกำหนดตารางเวลาการตรวจสอบว่าระบบวิศวกรรมทำงานตามที่ออกแบบไว้ ”

ความหวังก็คือซูเปอร์คอมพิวเตอร์ชีวภาพซึ่งออกแบบมาให้มีขนาดเล็กลงและใช้พลังงานน้อยลงซึ่งซูเปอร์คอมพิวเตอร์ดั้งเดิมนั้นจะสามารถหาทางลัดที่มีประสิทธิภาพเหล่านี้ได้