科学家以 DNA 打造神奇国际象棋解题计算机

大自然的编码者

电脑在国际象棋上能战胜人类，这已不是什么秘密。而如今，仿佛是为了进一步嘲弄我们这种纯粹的有机形态，科学家们表示，他们已经创造出了一种由 DNA 制成的计算机，它可以玩棋盘游戏——还有数独游戏，作为补充。

该设备只能解决处于基本水平的国际象棋和数独问题，但这些能力在发表在《自然·纳米技术》杂志上的一项研究中有详细说明，标志着朝着强大且实用的 DNA 计算系统迈出了实质性的一步。

研究人员说，部分诀窍在于使用一种合成纤维素材料来增加所存储的 DNA 链的数量，这也使得它们所编码的文件更加稳定。而且这些链可以存储很多：据《新科学家》报道，每立方厘米约为 1000 太字节。

“我们发现，DNA 与合成材料的这种结合为您带来了许多以前不可能实现的全新实用功能，”

掌控之主

该研究的合著者、北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系的副教授阿尔伯特·姜（Albert Keung）对该杂志说道。

正如研究人员所解释的，计算机系统得能够存储、读取、写入和擦除数据，还得能执行功能。

截至目前，DNA 系统一直都没法同时做到所有这些。

虽说它们在存储方面表现出色——这个系统在华氏 39 度的条件下能把文件存储 6000 年——但它们存在一个致命的缺陷，当您想要让它们实际计算数据的时候，它们会在这个过程中破坏所访问的文件。

研究人员的解决办法是用一种酶把 DNA 转录成 RNA，这实质上就创建了数据的第二个副本，能够拿来使用，如此一来原始数据就不会受到影响了。

到目前为止，研究人员已经证明，他们的 DNA 计算机可以在 3x3 的网格上解决简化版的国际象棋和数独问题。据《新科学家》杂志称，这是通过把所有可能的棋盘配置加载进 DNA 链中来达成的，接着一种酶会把由此产生的 RNA 副本缩减至每个游戏规则所允许的解决方案。

这项工作还显示，DNA 计算机可以存储三张 JPEG 图像，这些图像被反复访问来证明其稳定性。

但在 Keung 看来，计算机解决问题的能力才是其真正的出彩之处，他表示，放大版的 DNA 系统最终或许会比用于训练 AI 模型的计算机更廉价且更高效。

“想象一下……用成本低、占用少、能耗低、高度并行化的基于 DNA 的分子计算来取代其中的大部分，”他告诉《新科学家》杂志。