基因计算方法 中科院团队打造DNA计算机

近日，中科院长春光机所中美联合光子实验室团队成功研发出“DNA计算机”，通过DNA链存在或缺失来表示二进制数0或1，采用和电子计算机同样的逻辑进行计算，最终算出了900的平方根。此研究成功的问世，意味着DNA计算机在取代硅基计算机的道路上迈出了关键一步。

其实，早在1994年，就有生物学家提出用遗传材料进行相关的计算，那之后科学家们就不断努力，最终成功找到了能够在DNA中存储和操纵信息位的方法，不过，过去的研究方法很难将计算的逻辑集成到数学运算的电路中去。

中科院长春光机所中美联合光子实验室主任郭春雷表示，虽然现在DNA计算还处于起步阶段，但有望解决目前硅基计算机难以解决或无法解决的问题。而此次他们研发出的DNA计算机其实就是一小甁定制的DNA链，其能够和更多的DNA链相连接，然后根据已有的DNA链，使用不同波长的光进行发光控制。

此次研发的DNA计算机系统将每个唯一位都拿来表示其是否存在完整的相应DNA链。举个例子，如果人们要计算1的平方根，那么只需要放入链A，但如果人们要计算484的平方根，需要用二进制表示为0111100100，然后对应相应的数字放入链C、F、G、H、I表示1，ABDE和J则表示0。根据用户输入的链，平台会显示出5种可能的光波长中的一个或多个发光，而输入484的平方根，蓝、黄和红光会亮。

10个二进制数字用十进制表示最多是1023，根据上述方法，研究人员经过多次计算最终算出了900的平方根，这也是目前改系统能够表示出的最大完全平方数。需要注意的是，该系统虽然能够计算出900的平方根，但其并不是计算器，不能进行正常的数学计算，其只能够通过表格将一系列DNA链转换成相对应的光模式，从而进行计算。

这一整套系统创建起来还是有难度的，因为每次输入不同的内容都需要进行特殊编码，避免和其他输入的内容重复或者计算出错误的结果，从而影响后面的科学研究。而未来随着技术的进一步加强，该实验室还将进一步研发，争取未来能够计算出更多复杂的问题。