🧬 کامپیوتری که با DNA محاسبه می‌کند!

پژوهشگران دانشگاه مینوث (Maynooth) در ایرلند، نوع جدیدی از کامپیوتر مولکولی را ساخته‌اند که برای انجام محاسبات، به‌جای تراشه‌های سیلیکونی و مدارهای الکترونیکی، از رشته‌های DNA استفاده می‌کند.

این سامانه که Scaffolded DNA Computer (SDC) یا «کامپیوتر DNA داربست‌دار» نام دارد، در سپتامبر ۲۰۲۶ در مجلهٔ Nature معرفی شد. این فناوری نخستین کامپیوتر DNA نیست، بلکه معماری جدیدی برای انجام محاسبات مولکولی با DNA ارائه می‌کند.

🔹 چطور کار می‌کند؟

رشته‌های کوتاه DNA همراه با یک رشتهٔ بلندتر که نقش داربست یا پایهٔ مولکولی را دارد، در محلولی حاوی آب و نمک قرار می‌گیرند.

با گرم‌کردن و سپس سردکردن محلول، رشته‌های DNA می‌توانند به داربست متصل شوند یا از آن جدا شوند. این برهم‌کنش‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که حالت مربوط به پاسخ درست از نظر ترمودینامیکی مطلوب‌تر باشد.

در نتیجه، سامانه از طریق جابه‌جایی و اتصال رشته‌های DNA، به‌تدریج به سمت حالت خروجی موردنظر حرکت می‌کند؛ یعنی محاسبه بدون استفاده از مدارهای الکترونیکی انجام می‌شود.

🔹 چه محاسباتی انجام داد؟

پژوهشگران این سیستم را برای اجرای ۱۰ برنامهٔ مختلف آزمایش کردند؛ از جمله:

• جمع دو عدد
• تقسیم بر دو
• ضرب در سه
• تشخیص زوج یا فرد بودن تعداد بیت‌های «۱»
• و چند محاسبهٔ منطقی دیگر

برخی از این برنامه‌ها نیز می‌توانستند چندین بار برای محاسبات جدید مورد استفاده قرار گیرند.

برای مثال، محاسبهٔ ساده‌ای مانند ۱۰ + ۳ حدود ۳۰ ثانیه زمان برد؛ اما جمع‌کردن اعداد بزرگ در محدودهٔ ده‌ها میلیون می‌توانست تا حدود ۱۴ ساعت طول بکشد.

منظور از این زمان، محاسبهٔ یک مسئله با اعداد بزرگ است، نه انجام میلیون‌ها محاسبهٔ جداگانه.

🔹 آیا این کامپیوتر انرژی مصرف نمی‌کند؟

خیر.

«بدون مدار الکترونیکی» به معنی «بدون مصرف انرژی» نیست. آماده‌سازی و اجرای آزمایش به تجهیزات و فرایندهایی مانند گرم‌کردن و سردکردن محلول نیاز دارد و خود سامانه نیز هزینه‌های انرژی و مواد دارد.

🔹 چرا این پژوهش مهم است؟

این فناوری هنوز یک کامپیوتر سریع و جایگزین رایانه‌های معمولی نیست. اهمیت آن بیشتر در نشان‌دادن یک مسیر تازه برای محاسبات مولکولی با DNA است؛ مسیری که در آینده ممکن است در زمینه‌هایی مانند ذخیره و پردازش اطلاعات مولکولی یا سامانه‌های زیستی مورد بررسی قرار گیرد.

حتی کاربردهایی مانند انجام محاسبات یا تشخیص مولکولی درون سلول‌ها، در حال حاضر بیشتر چشم‌انداز پژوهشی هستند، نه فناوری آمادهٔ استفادهٔ پزشکی.

📌 نکتهٔ مهم:
این پژوهش نشان نمی‌دهد که DNA می‌تواند به‌زودی جایگزین تراشه‌های سیلیکونی شود؛ بلکه نشان می‌دهد مولکول‌های زیستی را می‌توان به‌گونه‌ای مهندسی کرد که خودِ فرایندهای مولکولی، بخشی از عملیات محاسباتی را انجام دهند.

منابع:
１. مجلهٔ نیچر — مقالهٔ «یک کمپیوتر مولکولی با پایداری مطلوب ترمودینامیکی»، نوشتهٔ تریستان استرین و همکاران، ۱۶ سپتمبر ۲۰۲۶.
２. دانشگاه مینوث — گزارش معرفی کمپیوتر DNA و نتایج آزمایش‌های آن، ۱۶ سپتمبر ۲۰۲۶.
３. گروه پژوهشی محاسبات DNA در مؤسسهٔ همیلتون — توضیح روش کار سیستم و کاربرد احتمالی آن در ذخیرهٔ اطلاعات، ۱۶ سپتمبر ۲۰۲۶.
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10996-5

https://www.maynoothuniversity.ie/computer-science/news/mu-researchers-build-world-first-dna-computer-published-nature
#علم #فناوری #DNA #محاسبات_مولکولی #زیست_فناوری #کامپیوتر

┄•••⌬👇JOIN👇⌬•••┄
@sci_updates