Levande dator blir smartare
Med hjälp av molekyler har forskare från Lunds universitet byggt en dator som är snabbare och smartare, och kräver mindre energi, än våra vanliga datorer.
Den nya biologiska datorn kallar de "paralleldator". En vanlig dator gör en sak i taget. Även om det går snabbt, blir processen utdragen. När två saker måste lösas blir det ineffektivt, till exempel inom kryptografi och optimeringslära, som kräver att datorn testar ett stort antal olika lösningar. I en parallelldator sker flera beräkningar samtidigt istället för efter varandra.
– Enkelt förklarat så bygger man en labyrint av nanobaserade kanaler som har särskilda trafikregler för proteintrådarna. Lösningen på labyrinten motsvarar svaret på en matematisk frågeställning, och många molekyler kan leta sig fram i labyrinten samtidigt, säger Heiner Linke , föreståndare för NanoLund på Lunds Universitet och samordnare för studien.
De biologiska datorerna använder en strategi som liknar så kallade kvantdatorers. Medan kvantfysiken använder kvantbitar – ettor och nollor – använder biodatorerna molekyler som arbetar parallellt, enligt informationen från forskarna på Lunds Universitet.
– Det faktum att molekyler är väldigt billiga och att vi nu har visat att biodatorns beräkningar fungerar gör att jag tror att biodatorer har förutsättningar för att användas praktiskt inom tio år. Visst kan kvantdatorer på längre sikt bli mer slagkraftiga, men det finns stora problem med att få dem att fungera rent praktiskt, säger Heiner Linke.
– Ytterligare en stor fördel är att molekylmotorerna är mycket energisnåla. En biodator behöver mindre än en 100-del så mycket energi än en elektronisk transistor för att genomföra ett räknesteg, tillägger han.
Forskarna beskriver sin upptäckt som att de hittat lösningen på ett "välkänt kombinatoriskt problem, Subset Sum Problem”. "Tiden det tar att testa alla lösningar för ett större problem kan vara drastiskt mycket kortare för en parallelldator än för en sekventiell dator. Matematiskt förklarat: N^2 jämfört med 2^N, där N är själva storleken på problemet".
Forskningen vid Lunds universitet har utförts i samarbete med Linnéuniversitet samt med forskare från Kanada, Storbritannien, Tyskland, Nederländerna. Studiens fullständiga namn på engelska är ”Parallel computing with molecular motor-propelled agents in nanofabricated networks”.