Molekulinis Kompiuteris Imituoja Žmogaus Smegenis

{h1}

Dviejų molekulių storio supertininis kompiuteris gali išspręsti sudėtingas problemas.

Kompiuteris, kurio storis yra vos dvi molekulės, gali išspręsti sudėtingas problemas ir, panašiai kaip žmogaus smegenys, gali tobulėti ir atlikti daugybę operacijų vienu metu.

Šis molekulinis procesorius taip pat gali išgydyti pats, jei yra defektas, pridūrė tyrėjai.

Šiuolaikiniai kompiuteriai veikia stulbinamu greičiu, geba atlikti daugiau nei 10 trilijonų instrukcijų per sekundę. Tačiau jie paprastai atlieka operacijas viena po kitos.

Smegenų ląstelės ar neuronai „šaudo“ tik 1 000 kartų per sekundę, tačiau tai, kad milijonai iš jų tuo pat metu dirba lygiagrečiai, reiškia, kad užduotis jie gali atlikti efektyviau nei net greičiausias superkompiuteris.

Laikui bėgant, ryšiai tarp neuronų vystosi ir stiprėja arba silpnėja, nes smegenys yra geriausias būdas problemoms spręsti. Tokiu būdu tokie tinklai bėgant laikui gali išmokti.

Molekulinis kompiuteris

Dabar tarptautinė tyrimų grupė iš Japonijos ir JAV sukūrė vos dviejų molekulių storio kompiuterį, kuris tam tikru mastu gali atkartoti šiuos žmogaus smegenų bruožus.

Šio kompiuterio sudedamoji dalis yra organinis junginys, žinomas kaip 2,3-dichlor-5,6-diciano-p-benzochinonas arba trumpai tariant DDQ. Ši molekulė iš esmės gali persijungti tarp keturių skirtingų elektrai laidžių būsenų - pagalvokite apie žiedą su keturiais stipinais.

Mokslininkai nusodino DDQ molekules ant aukso paviršiaus, kuris vėliau savaime susibūrė į du sluoksnius, kiekviename iš jų šešiakampį molekulių tinklelį.

Vėliau tyrėjai panaudojo skenavimo tunelinio mikroskopo elektra įkrautą galiuką, norėdami atskirai nustatyti viršutinio sluoksnio molekules į norimą būseną, iš esmės įrašydami duomenis į sistemą. (Nuskaitymo tunelinis mikroskopas veikia panašiai kaip aklųjų pirštų, kaip ir Brailio raštas - judant per paviršių, kad būtų galima aptikti mikroskopinius iškilimus ir slėnius.)

Kiekviena molekulė belaidžiu būdu galėjo sąveikauti su kaimynais per savo elektrinius laukus. Šios molekulės tarpusavyje nuolat keisdavosi elektronų pavidalu, kartais sukeldamos aplink jas esančias molekules būsenoms. Tai panašu į tai, kaip elektra, tekanti žemyn laidais, mikroschemose esančius tranzistorius perjungia pirmyn ir atgal, kad užkoduotų duomenis kaip nulinius ar nulinius.

Rezultatai buvo tokie, kaip linijos, trikampiai, šešiakampiai ir rombai, kur kiekviena molekulė yra tam tikroje būsenoje.

Masiškai lygiagreti

Iš viso mažiausiai 300 molekulių sistemoje sąveikauja kaip masiškai lygiagretus kompiuteris, o kiekviena keičiasi būsena, kai duomenys įrašomi į sistemą. Šablonai arba „ląstelių automatai“, kurie atsiranda tarp molekulių, veikia panašiai kaip lustų grandinės, nukreipdami elektros srautą. Skirtumas tas, kad šioje sistemoje įvedus naujus duomenis, modeliai laikui bėgant gali pasikeisti.

Be to, kaip ir smegenys, tačiau skirtingai nuo kitų esamų žmogaus sukurtų kompiuterių, ši naujoji sistema gali pasveikti, nes kompiuterį sudarančios molekulės gali automatiškai persiorientuoti.

„Tai į smegenis panašus skaičiavimas“, - teigė Mičigano technologijos universiteto fizikas tyrėjas Ranjit Pati.

Norėdami nustatyti molekulinio kompiuterio galią, tyrėjai panaudojo jį sėkmingai sumodeliuoti du gamtos reiškinius: kaip šiluma sklinda per medžiagą ir kaip vėžys auga organizme.

Iš esmės šis naujas kompiuteris taip pat galėtų būti priemonė išspręsti problemas, kurias tradiciniams kompiuteriams yra per sunku išspręsti, „nenuspėjamas problemas, kurių laikoma neįmanoma baigti per nustatytą laiką“, - aiškino pagrindinis tyrėjas Anirbanas Bandyopadhyay, japonų fizikas. Nacionalinis medžiagų mokslo institutas Tsukuboje.

Tai gali apimti daugelio sąveikaujančių kūnų sistemų elgesio numatymą - pradedant ligos protrūkiais ir baigiant galaktikų evoliucija, sakė Mičigano laikraštis „Pati“.

Svarbus sistemos trūkumas yra tai, kaip ji priklauso nuo tunelinio skenavimo mikroskopijos, kuri yra lėtas procesas. Ateityje gali būti įmanoma naudoti kelis patarimus, kad vienu metu nuskaitytų daug molekulių, pasiūlė Pati.

Kadangi šios molekulės susirenka į tinklelius, jų padidinimas iki didesnės sistemos nebus problema. Kitas komandos tikslas yra kompiuteris, kuriame dirba 1000 molekulinių jungiklių.

„Darbas vyksta“, - sakė Bandyopadhyay.

Ateityje moksliniai tyrimai taip pat galėtų naudoti molekules, kurios gali būti nustatomos daugiau nei keturiose būsenose dar sudėtingesnėms sistemoms, pridūrė Pati.

Mokslininkai išsamiai aprašė savo išvadas balandžio 25 d. Žurnale Gamtos fizika.

  • 10 gilių naujovių priešais
  • „Katės smegenys“ įkvepia ateities kompiuterius
  • Už pelės: 5 būdai, kaip mes sąsajos su būsimaisiais kompiuteriais


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Didžiulis Japonų Robotas Atidaro Komandą „Smile Shot“
Didžiulis Japonų Robotas Atidaro Komandą „Smile Shot“

Nuotraukose: Australijos Hipergarsinis „Hifire“ Projektas
Nuotraukose: Australijos Hipergarsinis „Hifire“ Projektas

Mokslas Naujienos


Pagauk Karščiavimą... Dalelių Karščiavimas
Pagauk Karščiavimą... Dalelių Karščiavimas

Pirmasis Mergaitės Laikotarpis Priklauso Nuo To, Su Kuo Ji Gyvena
Pirmasis Mergaitės Laikotarpis Priklauso Nuo To, Su Kuo Ji Gyvena

Kompiuterių Mokslų Daktarė Andrea Johnson: Patekimas Į Esmę
Kompiuterių Mokslų Daktarė Andrea Johnson: Patekimas Į Esmę

Ne Tik Medžių Medžiotojų Išsaugojimo Pastangos
Ne Tik Medžių Medžiotojų Išsaugojimo Pastangos

Paslėptos Juodos Skylės Gali Suteikti Svetimo Gyvenimo Nesąžininguose Pasauliuose
Paslėptos Juodos Skylės Gali Suteikti Svetimo Gyvenimo Nesąžininguose Pasauliuose


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com