最复杂、速度最快的分子计算机诞生
发布时间: 2026-09-22 10:40:01
据最新一期《自然》杂志报道，爱尔兰梅努斯大学的研究人员研制出一种新型DNA分子计算机，可利用DNA分子相互作用完成加法、乘法和除法等数学运算。这是目前已报道的最复杂、速度最快的分子计算机，已实现100比特计算，并可连续完成多达25次不同运算。这项研究有望为低能耗计算和长期数据存储提供新的技术路径。
研究人员通过在试管中加入一小滴水和盐，以及短段DNA和一条较长的DNA支架，构建了这台DNA计算机。随后，他们先对混合物进行加热，再冷却，使DNA分子彼此相互作用并完成计算。研究人员介绍，DNA分子在反应过程中会形成特定结构，而这个结构就是计算结果。
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，只需少量热量即可启动计算。计算启动后，系统无需持续输入能量。
研究人员让这台DNA计算机运行了10个程序，其中包括100比特计算。在一项实验中，系统对约1100万至3400万范围内的数字进行加法运算，最长耗时14小时得到结果，而计算“10+3”只需30秒。
实验还显示，这台DNA计算机具有较好的稳定性和可重复使用性，最多可连续完成25次不同计算。梅努斯大学汉密尔顿研究所助理教授阿比尔·埃什拉表示，这套系统在试管中的反应速度很快，但仍远慢于硅基计算机。不过，与其他DNA计算机相比，该系统的计算速度更快。
图中三人是梅努斯大学DNA计算研究团队的三名成员。图片来源：梅努斯大学
梅努斯大学汉密尔顿研究所教授达米恩·伍兹表示，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。
研究人员表示，未来这类分子计算系统有望用于长期数据存储、低能耗计算，并进一步发展为能够在细胞内部运行的分子系统，以用于疾病检测等工作。
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