Ученые представили белковый компьютер

Вычислительное устройство, совсем непохожее на привычные кремниевые микросхемы, может стать основой для суперкомпьютера размером с обычный планшет. И почти "живого": работать он будет благодаря белкам и энергии АТФ - как все живые организмы.

Журнал Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) публикует статью профессора Дэна Николау и его соавторов, в которой описана концепция "биокомпьютера", способного к невероятно быстрой параллельной обработке данных. Авторы создали и действующий прототип такой системы, которая не только более компактная, но и более экономичная, чем обычный компьютер, пишет Naked Science.

Это крошечный - около 1,5 см в поперечнике - квадратный "биочип" с выгравированной на поверхности диагональной сеткой канавок. Вдоль канавок движутся белки, позаимствованные у внутреннего скелета живой клетки, - тубулин микротрубочек и актин микрофиламентов. Как и в клетке, перемещение производят белковые "моторы", закрепленные на внутренней поверхности канавок миозином (актином) и кинезином (тубулином). Энергию для их движения поставляет растворенный в среде аденозинтрифосфат (АТФ). Авторы отмечают, что такая система работает при обычной температуре и не требует больших энергозатрат.

Агенты-белки поступают на вход и могут покидать сеть на одном из выходов, каждому из которых соответствует число-решение. При этом некоторые развилки в сети имеют V-образную форму, где с 50-процентной вероятностью белок может повернуть налево или направо. Один вариант прибавит число к сумме, другой - отнимет ее, так что белок в итоге окажется на выходе, номер которого соответствует итоговой цифре.

Актиновые филаменты и тубулиновые микротрубочки отличаются небольшими размерами (диаметр около 10 и 25 нм соответственно) и способны быстро перемещаться по направляющим диагональной сетки (5-10 мкм/с и 0,5-1 мкм/с). Это делает их отличными агентами для комбинаторных вычислений, отмечают авторы. Такая система теоретически способна проводить решение комбинаторных задач на порядки быстрее традиционных электронных микросхем.

Подписывайтесь на аккаунт ЛІГА.net в Twitter и Facebook: в одной ленте - все, что стоит знать о политике, экономике, бизнесе и финансах.