Учёные создают «живые компьютеры»

Современные микросхемы подошли к своему пределу: уменьшать транзисторы дальше почти невозможно — физика больше не позволяет. Пока инженеры ищут обходные пути, биологи предлагают радикальное решение: заставить ДНК считать. Ведь молекулы, управляющие жизнью, уже показали свою эффективность в диагностике и обработке информации внутри клеток. Оставался вопрос: как объединить молекулы с микросхемой, не разрушив ни ту, ни другую?

Ответ нашли специалисты МФТИ. Они предложили принцип создания гибридных процессоров, где ДНК и белки не просто дополнения, а активные элементы на поверхности чипов. Учёные уже научились «пришивать» биомолекулы к транзисторам в биосенсорах — теперь задача куда амбициознее: научить их выполнять вычисления.

«Молекулы ДНК можно программировать как логические элементы, — объясняет руководитель исследования, доктор технических наук Иван Бобринецкий. — Когда одна молекула вытесняет другую на поверхности транзистора, меняется электрический ток, и реакция превращается в цифровой сигнал. Белки тоже могут участвовать в таких процессах — они меняют форму при свете, тепле или контакте с другими веществами. Всё это можно “читать” электронными устройствами».

Главное преимущество этих биочипов — параллельность. Пока классический процессор решает задачи по очереди, миллиарды молекул в крошечной капле работают одновременно. Это может привести к созданию систем, способных анализировать десятки заболеваний за секунды или ускорять обучение нейросетей в тысячи раз. При этом такие вычисления требуют минимальных энергозатрат.

Учёные считают, что гибридные технологии станут основой персонализированной медицины: компьютеры смогут быстро расшифровывать генетическую информацию, подбирать лечение и даже прогнозировать болезни. А кроме того — помогут создать биологические методы защиты данных, где ключи шифрования буквально «вшиты» в молекулы.

Пока технология находится в лабораторной стадии. Исследователи уже собрали работающие прототипы логических элементов, но впереди много задач — от повышения стабильности биомолекул до разработки стандартов массового производства.

Тем не менее учёные уверены: впереди нас ждёт новая вычислительная эра, где биология и электроника больше не противники, а союзники. И, возможно, первый настоящий «живой компьютер» появится не в фантастическом романе, а в лаборатории МФТИ

Источник