Komputer DNA Baru Dapat Menghitung Akar Kuadrat Hingga 900

• Komputer yang terbuat dari untaian DNA dalam tabung reaksi dapat menemukan akar kuadrat dari bilangan kuadrat dari 1 hingga 900. 
• Meskipun hanya berfungsi untuk bilangan bulat, ini adalah komputer DNA paling canggih hingga saat ini.

Saat ini, perusahaan seperti Intel dan AMD memproduksi transistor secara massal berukuran 10 nanometer — hanya 10 kali lebih lebar dari molekul DNA.

Namun, ada batasan seberapa kecil transistor ini. Kami akan segera mencapai titik di mana kami tidak dapat lagi terus membuat perangkat elektronik yang lebih kecil dan lebih efisien.

Salah satu alternatif yang menjanjikan untuk teknologi komputer berbasis silikon adalah komputasi DNA, yang menggunakan perangkat keras biokimia, DNA, dan biologi molekuler. Bidang ini masih dalam masa pertumbuhan, tetapi memiliki janji besar untuk memecahkan masalah yang tidak dapat ditangani oleh komputer yang ada.

Sejauh ini, para ilmuwan telah mendemonstrasikan sirkuit berbasis DNA yang terdiri dari puluhan gerbang logika, yang dapat melakukan beberapa fungsi logika dasar. Namun, mereka tidak mampu mewujudkan operasi matematika yang kompleks.

Sekarang, para peneliti di University of Rochester telah mengembangkan komputer dari untaian DNA dalam tabung reaksi, yang dapat menghitung akar kuadrat dari bilangan kuadrat (hanya bilangan bulat) hingga 900.

Ini berarti dapat menemukan akar kuadrat dari 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49…784, 841, 900. Hal ini dicapai dengan merancang urutan DNA dan memprogram reaksi perpindahan untai DNA.

Referensi:Kecil | DOI:10.1002/smll.201903489 

3 Blok Bangunan Molekul

Untuk mewujudkan sirkuit logika akar kuadrat 10-bit melalui perpindahan untai DNA, tim peneliti mengembangkan tiga blok penyusun molekul.

1) Modul Kognitif: Input dikodekan untuk mengenali satu atau dua indikator nano DNA spesifik. Dengan kata sederhana, nomor dikodekan ke DNA menggunakan kombinasi 10 blok bangunan. Kombinasi yang berbeda mewakili nomor yang berbeda yang dihubungkan dengan penanda fluorescent.

2) Modul Biocomputing: Akar kuadrat 10-bit diwujudkan dengan menggunakan reaksi hibridisasi antara kombinasi input dan platform reaksi yang berbeda. Ini mengubah sinyal fluorescent. Akar kuadrat dari bilangan asli kemudian diekstraksi dari warnanya.

3) Modul Definisi: Modul ini diperlukan untuk membatasi output dengan sinyal fluoresensi untuk menampilkan realisasi rangkaian logika akar kuadrat 10-bit.

Dimungkinkan juga untuk mengoptimalkan sinyal input melalui umpan balik output. Ini akan meningkatkan kinerja dalam operasi logis yang lebih kompleks.

Apa Selanjutnya?

Komputer DNA ini menyediakan programabilitas struktural DNA yang unik dan database yang kuat, membuka jalan baru untuk pengembangan sirkuit komputasi yang kompleks dan perangkat fungsional baru.

Tim peneliti akan menggunakan teknik yang sama untuk mensimulasikan sinyal analog atau digital untuk melakukan perhitungan akar kuadrat yang lebih luas, bukan hanya menghitung akar kuadrat dari bilangan bulat.

Baca: Microsoft Telah Membuat Penyimpanan Data DNA yang Sepenuhnya Otomatis

Secara keseluruhan, penelitian ini menawarkan cara yang lebih universal untuk aplikasi dalam bioteknologi dan bioteknologi. Dan para peneliti yakin bahwa komputer DNA pada akhirnya akan menggantikan komputer berbasis silikon untuk pemrosesan data besar-besaran dan perhitungan yang rumit.