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【 无需插电、加水就复活！
全球最快DNA分子电脑问世 】
来源：AI生成
在当今全球数据中心陷入电荒危机，现代芯片制造技术逼近物理天花板之际，科学家们选择跳出传统硅基电路的固有思维，把目光投向了生命起源，开启一场别样的技术突围。
9月16日，《自然》（Nature）杂志发表了一项颠覆算力的最新研究成果，爱尔兰梅努斯大学的研究人员研发出了一款前所未有的DNA分子计算机，研究人员将该计算机称为支架式基因计算机（Scaffolded DNA Computer，简称SDC）。
这台计算机没有传统意义上的CPU，没有金属电线，没有散热风扇，甚至连电源插头都没有。其计算核心是悬浮在一滴盐水中的数十亿条DNA链，只需少量热量驱动，这些DNA链分子之间便开始自发对话并通过配对反应完成加法、乘法和除法等数学运算。
与依靠硅芯片运行的传统计算机不同，这套DNA计算机不需要持续供电。研究人员在试管中加入一小滴盐水，再放入短段DNA和一条作为骨架的长链DNA，通过先加热再冷却的方式，让DNA分子彼此配对黏合。DNA分子在反应中形成特定结构，这个结构就是计算结果。
该团队让这台DNA计算机运行了10个程序，覆盖100比特的计算规模。在实际测试中，计算简单的“10+3”只需约30秒；而对约1100万至3400万范围内的数字进行加法运算，最长耗时约14小时才得出结果。
速度虽然远不能和电子计算机相比，但相比其他DNA计算机，这已是目前最快的分子电脑之一。梅努斯大学助理教授阿比尔·埃什拉表示：“反应在试管中发生得很快，但不如硅基计算机快，这也不是我们的目标。但与其他DNA计算机相比，我们的是最快的。”
这套系统最关键的工程突破在于可重复使用。该研究解决了DNA计算溶液一次性的痛点，传统DNA计算机本质上是“用完即弃”的一次性实验品，而SDC系统可连续执行多达25次不同运算，甚至在干涸一年半之后重新加水就能恢复运转。
该团队表示，这一突破是这类技术从概念验证迈向实用潜力的重要一步。
来源：interestingengineering
现代计算机完全建立在硅芯片之上，依靠数以百亿计的晶体管的开闭在0和1之间切换电压，随着AI大模型的发展，计算机对电力的吞噬已经达到令人咋舌的地步。
面对这种无休止的能量消耗，科学家们开始向自然界寻找答案。大自然早在几十亿年前就发明了一种极其高效且稳定的信息载体，那就是生命体内的DNA。在双螺旋结构的生命长链上，腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶与鸟嘌呤4种化学碱基紧密相扣。
而此次支架式基因计算机的发明正是利用遗传碱基对（A、T、C和G）的结合和解离来处理信息。梅努斯大学这项新突破的核心所在，恰恰是把DNA从单纯的被动静态档案库，真正改造成了一台可以多次运算、速度飞快且状态稳固的分子机器。
研究人员在将含有基因链的盐水溶液放入试管加热之前，先将程式写入基因序列本身。热能启动化学反应，导致基因链重排。随着分子自然地向其最稳定的结构状态移动，它们透过数学运算求解预先设定的算法，最终的结构代表了数学解。
计算机科学家阿比尔·埃什拉博士解释说，这滴液体容纳着数万亿条短链，在分子热运动的驱动下，它们沿着热力学上最稳定的方向自发展开竞争、替换与结合。这一过程完全顺应了物理与化学的天然规律，由分子自发寻找最低能量的稳态结构。
等到整个冷却过程平稳结束，这群原本散落各处的遗传分子已经在盐水滴里搭建出一座高度精密的纳米立体结构。
梅努斯大学汉密尔顿研究所的达米安·伍兹教授表示，人们长期以来习惯于把计算机理解为硅芯片设备，但实际上，DNA等分子也可以承担计算任务。他认为，这项研究为探索不同形式的计算开辟了新方向。
该技术现阶段的目标并非取代电子计算机，而是瞄准潮湿生物环境、智能材料、长期稳定数据存储等传统电脑难以触及的领域。
研究人员表示，未来这类分子计算系统有望发展为能在细胞内部运行的分子装置，用于疾病检测等场景。
（来源：科技日报、Nature、观察者网、interestingengineering；整理：Penn）
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