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加拿大科學家打造具備生物學架構的超級電腦,大小僅如書本

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加拿大麥基爾大學(McGill University)生物工程系主任Dan Nicolau,與他所帶領的團隊共同研發一款以生物工程打造的生物超級電腦,且宣稱此款超級電腦的尺寸大約只有一本書的大小,且使用更少的能源來運作,採用活體細胞中的蛋白質,以及提供人體細胞能量的三磷酸腺苷(ATP)來驅動,另外,生物超級電腦的模型和大多數的電子超級電腦一樣使用平行網路,能夠快速且精準地處理資訊。

Dan Nicolau早在十多年前就和他的兒子一起實踐用ATP供應超級電腦電力的想法,後來陸續有來自各地的科學家一起加入研究,並於今年2月在美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS)發表相關論文。

Dan Nicolau表示,我們設法在非常小的區域打造一個非常複雜的網路,而這個想法的開端是從一個信封袋的背面開始的,我在信封袋上畫下許多想法,最後這些圖畫看起來像小蟲子在探索迷宮。

根據McGill官網說明,生物超級電腦的模型是幾何模型和奈米工程的結合,這是呈現此款超級電腦可以實際運作的第一步。而研究人員建立的電路看起來有點像繁忙且有組織的城市的道路地圖。

他們打造的生物超級電腦晶片就就如同一座城市,大小約為1.5平方公分,且在晶片上已經蝕刻好電路渠道,並以電荷取代電子在傳統微晶片中移動,以及採用ATP驅動短的蛋白質序列字串,也就是生物因子在電路中移動,就像城市中有不同尺寸的汽車和卡車,以不同種類的馬達驅動,並消耗燃料以持續在建立好的道路上行進。

而傳統超級電腦使用大量的電力來驅動,這也產生的大量的熱能需要冷卻,不過,因為這臺生物超級電腦採用生物因子運作,導致沒有辦法忍受高溫,所以研究人員使用ATP作為能量供應,不會產生太高的溫度,也能讓生物超級電腦可以持續運作。

另外,研究團隊也坦言,雖然目前這臺生物超級電腦能夠有效地處理複雜的經典數學問題,但也還不是個具備全面功能的電腦。Dan Nicolau表示,要能夠處理更大且更複雜的問題,可能需要結合生物超級電腦和傳統電腦,目前,研究團隊也正在嘗試各種方法來進一步推動這項研究。


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