Living Supercomputers kjøre av proteiner og celleenergi

Hvis nyheten av faktisk living maskiner var ikke spennende nok, eksistensen av biologiske superdatamaskiner burde øke øyenbrynene.

Denne biologiske datamaskinen ble opprettet av et team av internasjonale forskere tilknyttet ABACUS-prosjektet, et EU-finansiert initiativ for å skape bedre superdatamaskiner. I en nylig utgave av tidsskriftet Foredrag av det nasjonale vitenskapsakademiet i USA, skriver forskerne at deres opprettelse er svært energieffektiv og kan raskt behandle informasjon. Kanskje viktigst, det kan beregne i parallelle nettverk, som er hvordan beregninger utføres samtidig i en supercomputer.

Det biologiske aspektet av datamaskinen kommer fra bruk av adenosintrifosfat (ATP), molekylet av energi som finnes i alle levende celler. Mens en tradisjonell dataplate har elektroner som beveger seg gjennom den via en elektronisk ladning, bruker brikken i denne datamaskinen ATP for å drive bevegelsen av korte strenger av proteiner. Forskerne sammenligner brikkens krets med det travle bynettet - bilene er proteiner og motorer er ATP. Å bevege seg gjennom kretsen er det som skaper energi som gjør at alt fungerer.

Lead study forfatter Dan Nicolau av McGill University kom opp med ideen til den biologiske datamaskinen ved å dolle labyrinter etter "for mye rom." Han ser den biologisk drevne 1,5-centimeter-brikken som utgangspunkt for en ny æra av superdatamaskiner, men anerkjenner at det er vanskelig å si hvor snart menneskeheten vil ha full biologiske superdatamaskiner.

"Nå som denne modellen eksisterer som en måte å lykkes med å håndtere et enkelt problem, vil det være mange andre som vil følge opp og forsøke å presse det videre ved hjelp av forskjellige biologiske agenter, for eksempel", sa Nicolau i en pressemelding. "En mulighet for å håndtere større og mer komplekse problemer kan være å kombinere enheten med en vanlig datamaskin for å danne en hybrid enhet. For tiden jobber vi på flere måter for å presse forskningen videre."

Men det er ikke å si at Nicolaus "proof of concept" ennå ikke fungerer som en supercomputer - så langt har det vist seg å kunne bruke parallelle beregninger for å løse komplekse matteproblemer. Det er uklart hva det vil være i stand til neste.

Opprettelsen av denne modellen kommer i en haster i verden av superdatamaskiner. I juli utstedte president Barack Obama en utøvende rekkefølge, som beskriver behovet for en ny datamaskin med høy ytelse innen 2017 - en 100-petaflop-maskin han håper blir den raskeste superdatamaskinen i verden.

Selv om vi trenger raske superdatamaskiner, er det stadig tydeligere at de tradisjonelle modellene ikke virker. I ABACUS-prosjektoppgaven sier de: "Vi har også begynt å støte på problemer som ingen har kunnet finne effektive snarveier." Disse inkluderer "ny stoffdesign, planlegging, kontroll av at ingeniørsystemene fungerer som de er designet til. ”

Håpet er at biologiske superdatamaskiner, som er designet for å være mindre og mindre energiforbrukende til de tradisjonelle superdatamaskinene, vil kunne finne disse effektive snarveiene.