微生物計算機

   
   傳統概念的電子計算機在近半個(gè)世紀內飛速發(fā)展，先后經(jīng)歷了電子管計算機、晶體管計算機、集成電路計算機、大規模和超大規模集成電路計算機時(shí)代。然而，目前晶體管的密度已接近當前所用技術(shù)的理論極限。雖然現在計算機的運行速率已經(jīng)非�？�，可是對天氣預報等巨型數據運算仍顯得不理想。而全新概念的計算機與傳統計算機截然不同，不是用傳統的半導體材料制造計算機元件，而是用新型材料，如用微生物細胞中的大分子做成計算機元件。用這種材料做成的計算機，則稱(chēng)為微生物計算機。在這方面研究得比較多的、最具代表性的新型元件材料有兩類(lèi)：細菌視紫紅質(zhì)(BR)和微生物的DNA。 
    細菌視紫紅質(zhì)是鹽沼鹽桿菌代謝產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì)。它在光循環(huán)照射下，會(huì )按一定的順序發(fā)生結構變化。結構變化過(guò)程中的不同狀態(tài)，可以起到光開(kāi)關(guān)的作用，分別表示二進(jìn)制的“0”或“1”，用來(lái)記錄有關(guān)信息。據研究，細菌視紫紅質(zhì)開(kāi)關(guān)速率快，性能穩定，密集度高且耗能量低，因而是比較理想的計算機元件材料。 
    微生物的DNA分子是一條雙螺旋長(cháng)鏈。鏈上核苷酸的序列反映各種遺傳信息，其中DNA分子中的大量密碼相當于計算機存儲的數據 。利用現代分子生物學(xué)技術(shù)，通過(guò)代謝中的某些酶對DNA分子的催化作用，可使機體內生化反應在瞬間完成。生化反應的過(guò)程相當于計算機實(shí)現運算的過(guò)程。因此，調控好代謝反應，以生化反應前的DNA序列作為輸入的數據，生化反應后DNA序列作為計算結果，就可制成微生物DNA分子計算機。這種微生物DNA分子計算機的最大優(yōu)點(diǎn)在于其巨大的存儲容量和快速的運行速率，而且微生物DNA分子計算機消耗 的能量非常低。因此，它一出現就顯示出無(wú)比的優(yōu)越性。如果微生物DNA分子計算機在結果檢測和人機界面上有很好的突破，那么，它將在很多性能方面超越現在已有的計算機，從而推動(dòng)計算機工業(yè)繼續迅猛地向前發(fā)展。

 

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