【上海交大学者开发DNA可编程门阵列,实现通用性数字DNA计算,系20年来领域重大突破】
1994 年,#南加州大学# 计算机科学家 Leonard Adleman 在 Science 上发表了关于 DNA 计算的开创性研究,提出用 DNA 计算解决“旅行商”问题的方案。这项实验为 DNA 计算奠定了基础,并展示了其解决计算难题的潜力。
2001 年,以色列魏茨曼科学研究所的研究人员取得重大突破,构建了由 DNA 分子和酶分子组成的“生物计算机”,首次实现了 #DNA# 计算设备的自主运行。这项研究展示了 1 千亿 DNA 计算器件在溶液中平行运行,仅需 0.0000000001 瓦能量即可支持 1 亿次综合状态跳转,为开发更复杂的 DNA 计算系统开辟了道路。
2006 年,加州理工大学的研究人员取得重大突破,通过 DNA 序列编码构建了多种 DNA 逻辑门,实现了 DNA 数字逻辑电路。这项研究首次提出了 DNA 逻辑运算元件的模块化设计和构建方法,为系统地创建复杂而可靠的数字逻辑电路开辟了道路。
随着人类产生数据的爆炸式增长,DNA 分子的高信息密度特性逐渐得到关注,使用 DNA 作为数据存储介质的概念开始流行,为解决日益凸显的“数据存储危机”提供了可能性。
2023 年,#上海交通大学# 的研究人员在 DNA 计算领域取得重要进展并在 Nature 发文。他们发展了一种支持通用性数字计算的 DNA 可编程门阵列(DNA-based programmable gate array, DPGA),可通过分子指令编程的方式实现通用数字 DNA 计算,实现了无衰减大规模液相分子电路的构建。
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