Полноценный компьютер на базе ДНК стал на шаг ближе к реализации благодаря новой технологии, которая способна хранить петабайты данных в ДНК в течение тысяч или даже миллионов лет. Система также способна обрабатывать данные, как показано на примере решения головоломок судоку.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/733/68a/66f/73368a66f280624971b371d6cf3cb6b8.png)
В декабре прошлого года публиковал статью о том, что части мозга человека отдельно выращиваю на чипах и на основе этого подняли полноценную нейросеть. С учетом того, как наш мозг организовывает бэкапы в памяти и насколько плотно органика сплетается с кибернетикой, нас вполне могут ждать полноценные бионические компьютеры.
Чем интересен компьютер на базе ДНК?
У вас на мизинце больше пространства для хранения данных, чем в самом объемном жестком диске. И это не преувеличение, а буквальное сравнение — каждая клетка тела может хранить примерно 800 МБ данных, а организм состоит из триллионов клеток. Поэтому, грубо говоря, каждый из нас — ходячий, говорящий, сверхплотный центр обработки данных. Или сознание, существующее на углеродном сервере, а не сознание на кремниевом. Поэтому неудивительно, что ученые работают над тем, чтобы получить пользу от эффективной естественной системы хранения данных.
Проблемы в создании компьютера на базе ДНК
ДНК довольно хрупкая в работе, и на её базе очень сложно создать условия для надежной записи, считывания, перемещения и обработки информации. Но новое исследование утверждает, что разработало систему, способную решить эти проблемы. Ключом стал мягкий полимерный материал, который действует как каркас для ДНК, который можно обезвоживать для длительного хранения и регидратировать для работы с информацией.
В частности, мы создали полимерные структуры, которые назвали дендриколлоидами — они строятся на микроуровне, но ответвляются друг от друга иерархическим образом, создавая сеть нановолокон. Эта морфология создает структуру с большой площадью поверхности, что позволяет нам размещать ДНК среди нанофибр, не жертвуя плотностью данных, что делает ДНК привлекательной для хранения данных.
Орлин Велев, соавтор исследования.
Эта технология позволяет хранить данные с невероятно высокой плотностью — 10 ПБ на см3. Другими словами, это 10 миллионов ГБ в пространстве размером с кубик сахара. Дендриколлоид может удерживать файлы лучше, чем голая ДНК, и может пройти более 170 циклов дегидратации/регидратации по сравнению с 60 циклами при работе с голой ДНК. Что это как не бионический датаизм в чистом виде?
Практические шаги в работе с компьютером на базе ДНК
Как и другие методы работы с ДНК, этот способ отлично подходит для долгосрочного хранения информации, на уровне тех же архивов. Исследователи предсказывают, что у ДНК, хранящейся на их полимерных нанофибрах, период полураспада будет около 6000 лет при температуре 4 °C и невероятные 2 миллиона лет при заморозке -18 °C. Вопрос для философов, будет ли после разморозки состояние сознания таким же, как и до заморозки?
Чтобы записать данные в ДНК, алгоритмы сначала преобразуют их в последовательности нуклеиновых кислот — знакомые буквы ACGT кода ДНК. Конкретные фрагменты информации можно извлечь с помощью молекул РНК, которые копируют данные из ДНК, а затем секвенируют эту РНК. Это означает, что не нужно разрушать ДНК, чтобы считать ее, в отличие от некоторых существующих методов работы с данными ДНК.
Новая система также позволяет воплотить базовые принципы датаизма: производить вычисления непосредственно в ДНК, используя ферменты. Это было продемонстрировано на примере решения на базу системы упрощенных шахматных задач 3x3 и судоку.
Возможность отличать ДНК с информацией от нановолокон, на которых она хранится, позволяет нам выполнять многие из тех же функций, которые мы производим с электронными устройствами. Мы можем копировать информацию ДНК непосредственно с поверхности материала, не повреждая ДНК. Мы также можем стирать целевые фрагменты ДНК, а затем перезаписывать новые структуры на ту же поверхность, как удалять и перезаписывать информацию, хранящуюся на жестком диске. По сути, это позволяет нам выполнять весь спектр функций хранения и вычисления данных ДНК.
Кевин Лин, первый автор исследования.
Это открывает путь не только к хранению данных на основе ДНК, но и к созданию полноценных ДНК-компьютеров.
А больше материалов про странности мозга, сознания, особенности поведения человека и ключи к сознанию/продуктивности читайте в нашем сообществе. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие статьи!
Комментарии (3)
ExiveR
29.08.2024 09:25А что, элементарная логика уже реализована на базе ДНК или клетки? Этой дичи уже много лет - думал, что образумились... Ан, нет... Миллионы лет хранить информацию собрались, хотя в вечной мерзлоте даже ДНК мамонта в целом виде не найти.
kabashin
Так и дойдём до сценария антиутопии, когда людей будут помещать в капсулы для, например, майнинга в их мозге. Или использовать в качестве курьеров особо важных данных в собственной ДНК.
InikonI
Не, не для майнинга, а для хранения транзакций с самого начала времён.
В какой то момент появляется ГГ, у которого после получения очередной зарплаты в биткойнах начнутся проблемы: банки отказывают в кредитах, его платежи в биткойнах не проходят и так далее.
Он начнёт распутывать цепочку транзакций и выйдет на это хранилище транзакций из людей в анабиозе. Постепенно он будет выводить их из стазиса по одному и слушать их истории (а что в соответствии с модой это сериал на 100500 серий). Спойлер: в конце он наткнётся на транзакцию, в которой процент грязных биткойнов довольно высок и биткоины из этой транзакции, как раз и попали к нему, и именно поэтому его "футболили" как банки, так и все остальные. Конец? Нет, это только начало... далее он по этой транзакции найдет таких же отверженных и захватит завод на котором маинили биткойны.