komputer berbasis DNA

DNA computing
DNA computing adalah suatu bentuk komputasi yang menggunakan DNA, biokimia dan biologi molekular, bukan silikon tradisional berbasis komputer teknologi. DNA computing, or, more generally, molecular computing, is a fast developing interdisciplinary area. DNA komputer, atau, lebih umum, molekul komputasi, adalah yang cepat berkembang kawasan lintas disiplin. Research and development in this area concerns theory, experiments and applications of DNA computing. Penelitian dan pengembangan di daerah ini menyangkut teori, eksperimen dan aplikasi komputasi DNA.

KEMAMPUAN

Komputasi DNA pada dasarnya mirip dengan komputasi paralel dalam hal mengambil keuntungan dari berbagai molekul DNA untuk mencoba berbagai kemungkinan ^{sekaligus. [6]}

DNA computing also offers much lower power consumption than traditional silicon computers. Komputasi DNA juga menawarkan konsumsi daya yang jauh lebih rendah daripada silikon tradisional komputer. DNA uses adenine triphosphate ( ATP ) as fuel to allow ligation or as a means to heat the strand to cause disassociation. ^{[ 7 ]} Both strand hybridization and the hydrolysis of the DNA backbone can occur spontaneously, powered by the potential energy stored in DNA. DNA menggunakan adenin trifosfat (ATP) sebagai bahan bakar untuk memungkinkan ligasi atau sebagai alat untuk memanaskan untai menyebabkan disassociation. ^[7] Kedua untai hibridisasi dan hidrolisis tulang punggung DNA dapat terjadi secara spontan, didukung oleh potensi energi yang tersimpan dalam DNA. Consumption of two ATP molecules releases 1.5 x 10 ⁻¹⁹ J. Konsumsi dua molekul ATP rilis 1,5 x 10 ^-19 J. Even with a large number of transitions per second using two ATP molecules, power output is still low. Bahkan dengan sejumlah besar transisi per detik menggunakan dua molekul ATP, output daya masih rendah. For instance, Kahan reports 109 transitions per second with an energy consumption of 10 ⁻¹⁰ W, ^{[ 8 ]} and similarly Shapiro reports a system producing 7.5 x 10 ¹¹ outputs in 4000 sec resulting in an energy consumption rate of ~ 10 ⁻¹⁰ W. ^{[ 9 ]} Sebagai contoh, laporan Kahan transisi 109 per detik dengan konsumsi energi 10 ^-10 W, ^[8] dan juga sistem laporan Shapiro menghasilkan 7,5 x 10 ¹¹ keluaran dalam 4.000 detik menghasilkan suatu tingkat konsumsi energi ~ 10 ^-10 W. ^[9]

For certain specialized problems, DNA computers are faster and smaller than any other computer built so far. Masalah-masalah khusus tertentu, DNA komputer yang lebih cepat dan lebih kecil dari komputer lain telah dibuat selama ini. But DNA computing does not provide any new capabilities from the standpoint of computability theory , the study of which problems are computationally solvable using different models of computation. Namun komputasi DNA tidak menyediakan kemampuan baru dari sudut pandang teori computability, studi tentang masalah yang dipecahkan komputasi menggunakan model yang berbeda dari komputasi. For example, if the space required for the solution of a problem grows exponentially with the size of the problem ( EXPSPACE problems) on von Neumann machines , it still grows exponentially with the size of the problem on DNA machines. Misalnya, jika ruang yang diperlukan untuk pemecahan masalah tumbuh secara eksponensial dengan ukuran masalah (EXPSPACE masalah) pada mesin von Neumann, masih tumbuh secara eksponensial dengan ukuran masalah di mesin DNA. For very large EXPSPACE problems, the amount of DNA required is too large to be practical. Untuk masalah EXPSPACE sangat besar, jumlah DNA yang diperlukan adalah terlalu besar untuk menjadi praktis. ( Quantum computing , on the other hand, does provide some interesting new capabilities). (Quantum komputasi, di sisi lain, memang menyediakan beberapa kemampuan baru yang menarik).

DNA computing overlaps with, but is distinct from, DNA nanotechnology . Komputasi DNA tumpang tindih dengan, tetapi berbeda dari, DNA nanoteknologi. The latter uses the specificity of Watson-Crick basepairing and other DNA properties to make novel structures out of DNA. Yang terakhir menggunakan kekhasan Watson-Crick basepairing dan sifat DNA lain untuk membuat struktur baru dari DNA. These structures can be used for DNA computing, but they do not have to be. Struktur ini dapat digunakan untuk komputasi DNA, tapi mereka tidak harus. Additionally, DNA computing can be done without using the types of molecules made possible by DNA nanotechnology. Selain itu, komputasi DNA dapat dilakukan tanpa menggunakan jenis molekul DNA yang dimungkinkan oleh teknologi nano.