微生物计算机

   
   传统概念的电子计算机在近半个世纪内飞速发展，先后经历了电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模和超大规模集成电路计算机时代。然而，目前晶体管的密度已接近当前所用技术的理论极限。虽然现在计算机的运行速率已经非常快，可是对天气预报等巨型数据运算仍显得不理想。而全新概念的计算机与传统计算机截然不同，不是用传统的半导体材料制造计算机元件，而是用新型材料，如用微生物细胞中的大分子做成计算机元件。用这种材料做成的计算机，则称为微生物计算机。在这方面研究得比较多的、最具代表性的新型元件材料有两类：细菌视紫红质(BR)和微生物的DNA。 
    细菌视紫红质是盐沼盐杆菌代谢产生的一种蛋白质。它在光循环照射下，会按一定的顺序发生结构变化。结构变化过程中的不同状态，可以起到光开关的作用，分别表示二进制的“0”或“1”，用来记录有关信息。据研究，细菌视紫红质开关速率快，性能稳定，密集度高且耗能量低，因而是比较理想的计算机元件材料。 
    微生物的DNA分子是一条双螺旋长链。链上核苷酸的序列反映各种遗传信息，其中DNA分子中的大量密码相当于计算机存储的数据 。利用现代分子生物学技术，通过代谢中的某些酶对DNA分子的催化作用，可使机体内生化反应在瞬间完成。生化反应的过程相当于计算机实现运算的过程。因此，调控好代谢反应，以生化反应前的DNA序列作为输入的数据，生化反应后DNA序列作为计算结果，就可制成微生物DNA分子计算机。这种微生物DNA分子计算机的最大优点在于其巨大的存储容量和快速的运行速率，而且微生物DNA分子计算机消耗 的能量非常低。因此，它一出现就显示出无比的优越性。如果微生物DNA分子计算机在结果检测和人机界面上有很好的突破，那么，它将在很多性能方面超越现在已有的计算机，从而推动计算机工业继续迅猛地向前发展。

 

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