DNA分子計(jì)算機(jī)是公認(rèn)的下一代計(jì)算機(jī)，而實(shí)現(xiàn)DNA計(jì)算的一個(gè)重要基礎(chǔ)就是基于DNA分子的邏輯門，這是當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。不久前，中國(guó)科學(xué)家在這一領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，研制的新型“DNA邏輯門”系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在3月出版的著名化學(xué)雜志《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。
在計(jì)算機(jī)世界里，硅是制造芯片的材料之王。然而，基于硅材料的傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)將在未來一二十年內(nèi)達(dá)到物理極限，因此必須要找到更好的替代物。專家普遍認(rèn)為，DNA分子計(jì)算機(jī)有可能解決電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的瓶頸問題，是未來計(jì)算機(jī)發(fā)展的方向之一。
DNA分子計(jì)算機(jī)是一種生物形式的計(jì)算機(jī)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)和分子生物學(xué)相結(jié)合而發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域。
它誕生于1994年，發(fā)明人是萊昂那多·阿德萊曼。他用“試管”DNA計(jì)算機(jī)做實(shí)驗(yàn)，測(cè)試出了DNA計(jì)算機(jī)的可行性。DNA計(jì)算機(jī)以核苷酸為內(nèi)存，且具有超大規(guī)模并行結(jié)構(gòu)，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于驚人的存貯容量和運(yùn)算速度。1立方米的DNA溶液，可存儲(chǔ)1萬億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。十幾個(gè)小時(shí)的DNA計(jì)算，相當(dāng)于所有電腦問世以來的總運(yùn)算量。因此，未來計(jì)算機(jī)的芯片和磁盤都可以用DNA溶液來代替，其強(qiáng)大的功能將令人驚訝。而且，DNA計(jì)算消耗的能量非常小，只有電腦的十億分之一。正是由于DNA計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的并行運(yùn)算和超高的存儲(chǔ)能力，DNA計(jì)算機(jī)將可能解決一些電子計(jì)算機(jī)難以完成的復(fù)雜問題，也可能在體內(nèi)藥物傳輸或遺傳分析等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
雖然DNA計(jì)算機(jī)潛力無窮，但是當(dāng)前仍然有許多瓶頸技術(shù)和基礎(chǔ)問題需要解決，其中基于DNA分子的邏輯門就是實(shí)現(xiàn)DNA計(jì)算的一個(gè)重要基礎(chǔ)。中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所的樊春海研究員與上海交通大學(xué)的賀林院士、張治洲教授通過深入的學(xué)科交叉與合作，應(yīng)用DNA核酶研制成功一類新型的“DNA邏輯門”。這一系統(tǒng)的新特色在于排除了以往DNA邏輯門設(shè)計(jì)中RNA核苷的參與，僅單純應(yīng)用DNA分子，從而使系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。 （記者 鄭楊）
