DNA-Computer löst 100-Bit-Aufgaben, indem Moleküle energetisch zum Ergebnis finden
Ein in Nature veröffentlichtes Experiment zeigt eine neue Form molekularer Berechnung: DNA-Strukturen organisieren sich so, dass korrekte Ergebnisse thermodynamisch bevorzugt werden.
Das Forschungsteam demonstrierte einen sogenannten Scaffolded DNA Computer mit zehn verschiedenen Programmen. Dazu gehörten Multiplikation, Division, Paritätsprüfung und die Addition von 25-Bit-Zahlen – insgesamt eine 100-Bit-Berechnung. Laut Originalarbeit wurden mehr als 700 Berechnungen untersucht; kleinere Aufgaben liefen in weniger als einer Minute, komplexe Aufgaben deutlich länger.
Der ungewöhnliche Ansatz nutzt keinen normalen Prozessor. DNA-Moleküle werden so entworfen, dass sich das System in Richtung eines energetisch bevorzugten korrekten Zustands organisiert. Dadurch benötigt das experimentelle System keine klassische Fehlerkorrektur oder präzise Schritt-für-Schritt-Steuerung. Einige Programme konnten mit unterschiedlichen Eingaben wiederholt genutzt werden.
Was noch offen ist
Das Verfahren ist Grundlagenforschung. Große Berechnungen sind deutlich langsamer als Siliziumcomputer, und aus dem Experiment folgt noch keine belegte Energieersparnis für reale Rechenzentren. Mehrere Autoren sind außerdem Erfinder in anhängigen Patentanmeldungen; dieser Interessenkonflikt ist in der Publikation ausgewiesen.
