İrlanda’daki Maynooth Üniversitesi araştırmacıları, DNA moleküllerini kullanarak işlem yapan yeni bir deneysel bilgisayar geliştirdi. Nature’da yayımlanan çalışma, sistemin çarpma, bölme ve toplama dahil on farklı programı çalıştırabildiğini gösteriyor. Dikkat çekici tarafı, hesaplama sürecinde bir silikon çipe veya sürekli elektrik beslemesine ihtiyaç duymaması. Ancak bu sonuç, masaüstü bilgisayarların yerini alacak hızlı bir cihazın geliştirildiği anlamına gelmiyor.
Araştırmacılar uzun bir DNA zincirini iskele gibi kullanıyor; daha kısa zincirler bu yapı üzerinde belirli kurallara göre birleşiyor. Karışım bir miktar su ve tuzla hazırlanıp ısıtılıyor, ardından soğutuluyor. Moleküllerin oluşturduğu son düzen, yapılan hesabın sonucunu temsil ediyor. Üniversitenin açıklamasında sistemin temel fikri, doğru sonucun enerji bakımından tercih edilen durum olması şeklinde anlatılıyor.
Bu yaklaşım bazı moleküler bilgisayarlarda gereken ayrıntılı hata düzeltme adımlarını azaltabiliyor. Moleküller uygun son düzene doğru kendiliğinden ilerlediğinden, deney boyunca sürekli elektrik verilmiyor. Yine de hazırlık, ısıtma, soğutma ve sonucun okunması için laboratuvar araçları gerekiyor. “Elektriksiz bilgisayar” ifadesini tüm sürecin sıfır enerji tükettiği şeklinde okumamak gerek.
Ekibin verdiği iki örnek hız sınırını açık biçimde gösteriyor. 10 ile 3’ün toplanması 30 saniyede tamamlanırken, yaklaşık 11 milyon ile 34 milyon arasındaki büyük sayıların toplandığı bir deney 14 saate kadar sürdü. Araştırmacı Abeer Eshra da sistemlerinin geleneksel silikon bilgisayarlardan hızlı olmadığını, bu amaçla geliştirilmediğini belirtiyor. Karşılaştırma diğer DNA tabanlı hesaplama yöntemleriyle yapılıyor.
DNA bilgisayarı hangi işlemleri yapabildi?
Çalışmada üçle çarpma, ikiye bölme, eşlik kontrolü ve 25 bitlik sayıların toplanması gibi görevler gösterildi. Nature makalesi en büyük örneği 100 bitlik hesaplama olarak tanımlıyor. Bu sayı, genel amaçlı bir işlemcinin gücünü veya günlük uygulamalarda kullanılabilecek belleği göstermiyor; deneydeki belirli moleküler işlemin ölçeğini anlatıyor.
Üniversite, sistemin yeniden kullanılabildiğini de söylüyor. Bazı düzeneklerde 25 farklı hesaplama arka arkaya yürütüldü. Moleküler programlama için bu, tek kullanımlık bir gösteriden daha fazlasını işaret ediyor. Bununla birlikte laboratuvar ölçeğindeki tekrarların, endüstriyel üretim veya uzun süreli saha kullanımı için yeterli olduğu henüz kanıtlanmış değil.
Araştırmacılar DNA’yı veri saklama ve hesaplama için bir malzeme olarak ele alıyor. Biyolojik ortamlarda çalışan moleküler sistemler ileride bir uygulama alanı olabilir; üniversite hastalık tespiti gibi olasılıklardan söz ediyor. Bunlar bugün kullanılan bir tıbbi cihazın özellikleri değil, araştırmanın uzun vadeli yönleri. Çalışmanın mevcut sonucu, kontrollü deneylerde bazı hesapların DNA ile yürütülebilmesi.
Maynooth ekibinde Damien Woods, Abeer Eshra, Tristan Stérin, Constantine Evans ve Janet Adio yer alıyor. Bulgular, silikonun yerine yakın zamanda DNA geçeceğini göstermese de hesaplamanın yalnızca elektronik devrelerle yapılmak zorunda olmadığını ortaya koyuyor. Bir sonraki önemli sınav, daha karmaşık işlemlerde hızın, doğruluğun ve tekrar kullanılabilirliğin birlikte korunup korunamayacağı olacak.
Günün Öne Çıkan Fırsatları
