英媒新型分子计算机能耗超低

　　据英国《新科学家》周刊网站7月1日报道，利用分子解决问题的计算机的能耗是传统计算机的万分之一。如果做得更大，这些生物计算机能有效解决通常需要花大量时间和精力来应对的复杂物流问题。
　　在计算机发展史的大部分时期，随着芯片的尺寸变小，其运行所需的能量也变少。但这种关系在大约15年前破裂了，这意味着，执行大型计算任务的计算机并不像我们曾希望的那样节能。
　　让未来的计算机更节能的一种方法可能是，完全放弃电子学而转向生物学。德国德累斯顿工业大学的蒂尔·科滕及其同事制造了一台基于芯片的生物计算机，利用在通道中移动的分子来解决问题。
　　电脑（视觉中国）
　　这种芯片由玻璃制成。为了执行计算任务，研究人员利用一种包含驱动蛋白分子和微管的流体来填充芯片。
　　微管构成了细胞内部＂支架＂的一部分，驱动蛋白沿着它们移动以运输其他分子。但生物计算机的设计将这种情况颠倒过来。科滕说，在生物计算机中，在芯片的通道中移动的微管实际上在驱动蛋白上＂冲浪＂。所有微管同时移动，意味着可以同时执行许多计算任务。
　　微管在通道中移动，每条路径对应计算机的一个尝试性解决方案。然后，研究人员拍摄图像以读取生物计算机的输出信息，并确定最成功的解决方案。
　　科滕说，生物计算机可以解决密集的组合问题，例如计算一架必须在多个城市停留的飞机的最佳航线。
　　美国哥伦比亚大学的亨利·赫斯说，与十年前制造的第一代生物计算机相比，上述新型生物计算机是一个重大进步。
　　传统计算机能够更快地解决特定问题，但要解决包含更多变量的组合问题，电子计算机可能需要花费数十亿年的时间。加拿大麦基尔大学的丹·尼古劳说，如何提升电子计算机的计算速度是一个悬而未决的问题，而对于新的生物计算机来说，研究人员只需要加入更多分子，就能在几天内解决问题。微管非常小，1克流体可以容纳数万亿个微管，这是个有利条件。
　　＂冲浪＂分子执行每一步计算的能耗也仅是传统计算机中的电子的万分之一。科滕说：＂可以这么理解：这些（分子）马达已经过10亿年进化过程的优化。＂
　　这种新设备是迄今为止其同类设备中功能最强大的，但就实用性而言还不够先进。科滕说，要实际应用于物流等领域，该团队开发的计算机需要更多的分子，这对制造技术而言是一项挑战，而且，微管在通道中移动时＂拐错弯＂也会造成更多错误。他说：＂我们制造的生物计算机正处于人们刚开始组装第一批晶体管时电子计算机所处的状态。＂