Fot. Technische Universitaet Dresden
Przeciętne superkomputery są w stanie wykonać niesamowitą, niemal niewyobrażalną liczbę skomplikowanych obliczeń – minus jest taki, że są bardzo drogie, pobierają strasznie dużo energii, a do tego niesamowicie się nagrzewają i mogą zajmować powierzchnię nawet całego domu.
Jednak co gdybyśmy znaleźli sposób na inne podejście do obliczeń i nie polegali na dzisiaj powszechnej technologii cyfrowych obwodów? Takie pytanie postawili sobie twórcy niesamowitego biologicznego superkomputera, opracowanego przez międzynarodowy zespół badaczy, wykorzystującego włókna proteinowe zamiast elektronów do przekazywania informacji w środku żyjącego mikrochipa.
Stworzony chip jest malutki – zajmuje ledwie 1,5 cm kwadratowego powierzchni – ale gdyby mu się bliżej przyjrzeć, zauważylibyście w środku gęstą sieć dróg. Włókna proteinowe przemierzają te ulice miniaturowej metropolii, będących w rzeczywistości dokładnie zaplanowaną ścieżką obwodów.
“Udało nam się stworzyć bardzo skomplikowaną sieć na bardzo małym obszarze,” powiedział bioinżynier Dan Nicolau Sr. z Uniwersytetu McGill w Kanadzie, współpracujący z badaczami z Niemiec, Szwecji i Norwegii od niemal dziesięciu lat. “Pomysł zrodził się jako poboczna koncepcja, wymyślona po zdecydowanie za dużych dawkach rumu, z rysunkami przypominającymi robaki przemierzające labirynty.”
W pewnym sensie, czynniki biologiczne – w przypadku obecnego prototypu włókna proteinowe – zastępują funkcję elektronów w normalnych mikrochipie. Proteiny są zasilane przez organiczny związek chemiczny adenozynotrójfosforan (ATP), który odgrywa ważną rolę w biologii wszystkich komórek jako wielofunkcyjna jednostka wewnątrzkomórkowego transferu energii.
Chociaż obecny model żywego komputera daleki jest od funkcjonalności swych silikonowych braci, naukowcy twierdzą, że jego niewielki rozmiar i niesamowita oszczędność energii, przy niewielkim nagrzewaniu się mogą doprowadzić do opracowania nowej generacji małych, wydajnych superkomputerów zdolnych do wykonywania równoległych obliczeń – formy wykonywania obliczeń, w której wiele instrukcji wykonywanych jest jednocześnie.
Naukowcy przetestowali już swój biokomputer, stawiając przed nim zadanie matematyczne i obserwując jak związki biologiczne w środku chipu przeprowadzały kalkulacje poprzez swój ruch wewnątrz obwodów.
To dopiero początek, ale skoro już wiemy, że sam pomysł działa, “żywe” komputery mogą stać się ważną częścią superkomputerów przyszłości – być może poprzez fuzję ze starszymi, silikonowymi maszynami.
“Trudno jest powiedzieć kiedy będziemy w stanie zaprezentować pełnoprawny superkomputer. Jedną z opcji poradzenia sobie z większymi i bardziej skomplikowanymi problemami może być połączenie naszego urządzenia z normalnymi komputerami i stworzenie sprzętu hybrydowego. W tej chwili pracujemy nad możliwościami popchnięcia badań w nowym kierunku,” dodaje Nicolau Sr.