Биомолекулярные вычисления: прорыв в электронике

Новое исследование демонстрирует впечатляющие возможности биомолекулярных вычислений, которые могут стать основой для создания инновационных интегральных схем следующего поколения. Ученые проанализировали существующие разработки в области биологических интегральных схем, использующих ДНК и белки для решения клинических задач.

Современные вычислительные системы достигли физических ограничений, что стимулирует поиск альтернативных подходов. Биовдохновленные технологии предлагают два основных направления: программные нейроморфные модели и аппаратные решения на основе мемристоров.

Ведущий исследователь Иван Бобринецкий отмечает: «Мы давно работаем над объединением биомолекул с полевыми транзисторами для создания электронных биосенсоров. Теперь стоит вопрос о расширении функциональности таких биоэлектронных микросхем».

Ключевое преимущество биомолекулярных систем — исключительная параллельность обработки данных. В то время как традиционные процессоры выполняют команды последовательно, миллиарды молекул в капле жидкости работают одновременно, каждая над своей частью общей задачи.

Это открывает путь к сверхбыстрому анализу информации, включая одновременную диагностику множества заболеваний по одной капле крови или ускорение алгоритмов искусственного интеллекта. Кроме того, такие вычисления требуют значительно меньше энергии.

Технология обежет наибольшую пользу в персонализированной медицине, где критически важна быстрая и точная обработка сложных биологических данных. Также перспективны применения в защищенном хранении информации и разработке систем шифрования на биологических принципах.