Levande superdatorer kör av proteiner och cellenergi

Om nyheten av faktiska levande maskiner var inte spännande nog, förekomsten av biologiska superdatorer skulle öka ögonbrynen.

Denna biologiska dator skapades av ett team av internationella forskare i samband med ABACUS-projektet, ett EU-finansierat initiativ för att skapa bättre superdatorer. I en nyutgåva av tidningen Förhandlingar av National Academy of Sciences i USA, skriver forskarna att deras skapande är mycket energieffektiv och kan snabbt bearbeta information. Kanske viktigast kan det beräkna parallella nätverk, vilket är hur beräkningar utförs samtidigt i en superdator.

Den biologiska aspekten av datorn kommer från användningen av adenosintrifosfat (ATP), molekylen av energi som finns i alla levande celler. Medan ett traditionellt dataplip har elektroner som reser genom det via en elektronisk laddning använder chipet i denna dator ATP för att driva rörelsen av korta strängar av proteiner. Forskarna jämnar chipets krets till en upptagen stadsnät - bilarna är proteiner och motorer är ATP. Att flytta genom kretsen är det som skapar den energi som låter allt fungera.

Lead study författare Dan Nicolau från McGill University kom med idén för den biologiska datorn genom att döda labyrinter efter "för mycket rom". Han ser det biologiskt drivna 1,5-centimeterschipet som utgångspunkt för en ny era av superdatorer, men erkänner att det är svårt att säga hur snart mänskligheten kommer att ha full biologiska superdatorer.

"Nu när den här modellen finns som ett sätt att framgångsrikt hantera ett enda problem kommer det att finnas många andra som kommer att följa upp och försöka skjuta det vidare med hjälp av olika biologiska agenter, till exempel", säger Nicolau i ett pressmeddelande. "Ett alternativ för att hantera större och mer komplexa problem kan vara att kombinera vår enhet med en vanlig dator för att bilda en hybridanordning. Just nu arbetar vi på olika sätt för att driva forskningen ytterligare."

Men det är inte att säga att Nicolaus "proof of concept" ännu inte fungerar som en superdator - hittills har det visat sig kunna använda parallella beräkningar för att lösa komplexa matematiska problem. Det är oklart vad det kommer att kunna kommunicera med.

Skapandet av denna modell kommer i en tid av brådska i superdatorns värld. I juli utfärdade president Barack Obama en verkställande order, som beskriver behovet av en ny högpresterande dator i 2017 - en 100-petaflop-maskin som han hoppas kommer att bli den snabbaste superdatorn i världen.

Även om vi behöver snabba superdatorer är det allt tydligare att de traditionella modellerna inte fungerar. I ABACUS-projektuppgifterna skriver de: "Vi har också börjat stöta på problem som ingen har kunnat hitta effektiva genvägar." Dessa inkluderar "ny läkemedelsdesign, schemaläggningsaktiviteter, kontroll av att ingenjörssystem fungerar som de är utformade för. ”

Förhoppningen är att biologiska superdatorer, som är konstruerade för att vara mindre och mindre energikrävande de traditionella superdatorer, kommer att kunna hitta dessa effektiva genvägar.