.
النشرة

كمبيوتر الحمض النووي فائق السرعة وقادر على التضاعف الذاتي

كتبت: مها طــه

قالت مجموعة من العلماء أنه من الممكن بناء نوع جديد من الكمبيوتر القادر على التضاعف الذاتي والذي يستبدل رقائق السيليكون  بالمعالجات (processors) المصنوعة من جزيئات الحمض النووي، بحيث يكون أسرع من أي شكل آخر من أشكال الكمبيوتر حتى الكمبيوتر الكمي (quantum computers).

الكمبيوتر الجديد والمُسمى «nondeterministic universal Turing machine) «NUTM)، من المتوقع أن هذه التكنولوجيا الجديدة المُستخدمة به يمكنها أن تُنفذ جميع اللوغاريتمات الممكنة في آنٍ واحد من خلال الاستفادة من قدرة الحمض النووي على التضاعف من خلال عمل نسخ كاملة منه في معظم الأحوال وعلى مدار مليارات السنين.

الفكرة الأساسية في هذه الأجهزة هي أن أجهزة الكمبيوتر الحالية تعتمد على عدد محدود من رقائق السيليكون ونحن نقترب بسرعة من الحد الأقصى الذي يمكن أن تتحمله أجهزتنا الحالية، ولمعالجة هذه المشكلة يعكف الباحثون حاليًا على جعل أجهزة الكمبيوتر الكمية واقع ملموس.

على عكس الكمبيوتر العادي والذي يتخذ الشكل الرقمي 0 أو 1  في الشكل ثنائي الكود، فإن الكمبيوتر الكمي يأخذ الشكل 0 أو 1 وأحيانًا الرقمين في آن واحد، مما يتيح له إجراء العديد من العمليات الحسابية المختلفة في آنٍ واحد، وبالرغم من قوة وسرعة هذا المفهوم إلا أنه وحتى الآن لم يستطع أحد بناء جهاز كمبيوتر كمي بشكل كامل.

حاليًا يأتي فريق من العلماء بجامعة مانشستر بحل ثالث لهذه المشكلة، وهو جهاز كمبيوتر معتمد على الحمض النووي للحصول على فوائد جهاز الكمبيوتر الكمي من دون الدخول في غرابة مفهوم الكمية، لأنها تستغل أهم ميزة في الحمض النووي وهو قدرته على التضاعف وتكرار نفسه.

وقال الفريق أن الحمض النووي يعتبر بيئة ممتازة لمعالجة المعلومات وتخزينها، حيث أنه يتضاعف وهو يحمل الكثير من المعلومات الوراثية (الجينات) دون أن تتغير هذه المعلومات، وظل هذا الوضع لمليارات السنوات.

لمعرفة الفرق بين الكمبيوتر العادي وكمبيوتر الحمض النووي  وما يمكن أن يفعله هذا الكمبيوتر في العالم، تخيل أنك تحتاج إلى حل متاهة معينة من خلال برنامج الكمبيوتر، ووصلت إلى مفترق طرق، في هذه الحالة سيكون على الكمبيوتر العادي أن يقرر مسار محدد للسير فيه ولكن كمبيوتر الحمض النووي يمكنه أن يضاعف نفسه ويتجه في الاتجاهين معًا وفي نفس الوقت.

بتغطية كل المسارات المحتملة، فإن البرنامج يمكنه معرفة أي الطرق أسرع للوصول إلى الهدف وبذلك فهو أسرع كثيرًا من الأجهزة العادية، قال «روس كينج»، أحد أعضاء فريق البحث، أن قدرة كمبيوتر الحمض النووي على إيجاد الحلول أسرع كثيرًا من غيره.

وأضاف «كينج» أن جزيئات الحمض النووي صغيرة جدًا، وبذلك فإن الأجهزة العادية يمكنها أن تستفيد بعدد كبير جدًا من المعالجات في نفس الحيز ومع قدرة وسرعة فائقة لا توجد حتى في أحدث الاجهزة الموجودة حاليًا، وفي نفس الوقت فإنها تستهلك قدرًا ضئيلًا من الطاقة في المقابل.

قال الباحثون في التقرير الصادر عن الجهاز، أنهم قاموا بالجمع بين النماذج الحاسوبية الحديثة والبيولوجيا الجزيئية في آنٍ واحد، واضافوا أن التصميم الحالي مازال محدود، فهو يعمل مثلًأ على تصحيح الأخطاء، إلا أن وجود مثل هذه الاجهزة يمكن أن يفتح آفاقًا جديدًا من اجهزة الكمبيوتر المعتمدة على هذه التكنولوجيا، بحيث تتفوق على كل المشاكل العلمية المهمة المتعلقة بالكمبيوتر العادي.

المصادر: royalsocietypublishing  arxiv  sciencealert

Footer

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى