一種由DNA邏輯閘構成的試管電路，利用DNA複製和序列結合來計算，可以計算15以內數字的平方根。但它的計算速度極其緩慢——一次計算可能需要長達10個小時——因此，有機筆記型電腦在不久的將來還遙不可及。然而，真正的突破在於該系統如何實現對化學系統的控制。
根據今天發表的一篇新論文顯示，加州理工學院的研究人員從零開始設計出了迄今為止最複雜的生物化學迴路。此迴路使用DNA而非電子電晶體來產生「開/關」和「或」訊號，使電腦能夠進行計算。
在傳統的計算機中，電晶體允許電子流進流出。而DNA計算機則使用短的單股DNA或部分雙股DNA片段，這些片段被放置在裝有鹽水的試管中。正如加州理工學院的新聞稿所解釋的那樣，這些DNA鏈像觸手一樣從DNA雙螺旋結構中伸出。 DNA分子在水中相互碰撞並結合，產生並釋放出新的DNA分子。這些新的DNA分子就像傳統晶片中的電子一樣，充當訊號，並在DNA「閘門」之間傳遞，從而連接電路。
正如 Ars Technica 所解釋的，成對的邏輯閘可以根據觀察到的輸出分子創建與或邏輯。 （請查看 Ars Technica 的文章，以了解更詳細的工作原理。）
由博士後研究員錢璐璐領導的研究團隊可以編碼他們想要的任何DNA序列，因此他們可以完全控制DNA鏈的相互作用方式。
他們最大的計算機是一個由74個分子組成的四位電路，可以計算15以內任何數字的平方根，並將結果向下取整到最接近的整數。為了得到答案，研究人員會利用螢光標記來監測試管中輸出分子的濃度。
這個過程耗時很長，但速度並非關鍵——利用這種方法，科學家最終可以設計出能夠自主決策的生化路徑。這種對化學反應的控制方式在從製藥到工業生產的各個領域都具有應用價值。試想一下，如果將基於DNA的晶片植入皮膚，在適當的時機釋放藥物；或者，利用DNA電腦分析血液樣本中特定分子的濃度，快速診斷疾病，那該是多麼神奇！
研究人員表示，這種電路可以擴展到更大的DNA計算機。此外，也可以透過調整所用DNA的類型或重新配置電路來進行客製化。
錢教授在新聞稿中表示：「我們希望製造出越來越好的生化迴路，使其能夠執行更複雜的任務，驅動分子裝置作用於周圍環境。」 這台電腦的相關論文發表在今天出版的《科學》雜誌上。
[Eurekalert，ComputerWorld]
