新一代电脑的芯片,已能在1英寸见方的硅片上安插200万个开关元件,几乎已接近集成电路的极限。为提高计算机的容量,专家们正在研制超导计算机和光子计算机。最近,科学家根据生物信息原理,又在研制生物计算机。
早在10多年前,科学家就造出了蛋白质分子元件。此种蛋白质分子电路,可使电脑容量提高100倍。在盐沼中有一种嗜盐细菌,它们能合成视紫红色蛋白,此种蛋白有一特性:用一定能量的绿色激光照射,分子就会打结,在红色激光下它又恢复原状。分子的打结—复原,构成了绝妙的蛋白质分子开关。蛋白质芯片的容量以一当千,价格只有硅片的1/6,在实验电脑上组装试用,效果十分理想。
科学家发现,生物的遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)分子上贮存的信息十分巨大。如果把DNA上信息密码作为数据,用酶进行操作,通过生化反应,也可以得到计算结果。于是用编码分子作为输入,生化反应后输出的分子编码为结果的设计形成了,这才是真正意义上的生物计算机。问题是生化反应没有电子运动快捷,DNA分子上进行一次计算要1小时,而在硅片上只需几分之一秒。好在每一个DNA分子的信息量都很大,均可以作微处理器使用,况且DNA的尺寸以纳米计,直径在1.8—2.3纳米,在方寸的基片上,可以排上亿个DNA分子,进行并行运算。专家们估计,将来一台DNA电脑,可以同时进行10亿亿次计算,容量比硅基电脑大千万倍。
DNA计算机还有一个杰出优点,就是能像人脑一样进行模糊计算。它对结果的判断再也不是简单的0和1,而是在0—1之间的区间,这就向智能化前进了一大步。当然,生物计算机目前尚在概念探讨阶段,但对它的理论研究已向人们展示了生物技术与电子技术相结合的美好前景。