DNA计算机

在有关DNA计算机的文章中，我将描述DNA计算。截止到2018年，它仍然不是可以明显地称为“计算机”的计算机形式，而是处于如何进行计算的研究阶段（因为英文的文章名称是DNA Computing。如您所见，此日语版本中的文章名称不合适。使用由四种类型的碱基序列组成的脱氧核糖核酸（DNA）进行计算。

脱氧核糖核酸（DNA），腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）和所述特性胞嘧啶（C）的附着在对操纵的DNA链的酶（各种限制性内切酶和，DNA连接酶，DNA聚合酶）。从某种意义上说，它同时生成大量的DNA链作为候选答案，因此有人将其视为一种大规模并行计算。

导致该研究在2000 年左右传播的论文是南加州大学的计算机科学家Leonardo Edelman，在RSA密码学中被称为“ A” 。据说他在读詹姆斯•沃森（James Watson）的 “基因分子生物学”时已经阅读了用DNA计算的可能性。1994年，爱德曼（Edelman）首先使用DNA链解决了“ 汉密尔顿路问题 ”，这是众所周知的NP完全问题的一个例子。汉密尔顿道路问题是单冲程类型^[1]，问题是如果存在一条路径（路径）一次通过图上的所有节点，那么，可以显示具体的解决方案。是的 在爱德曼（Edelman）实验中，它是节点7和通道14的比例。我们将问题转换为21（7 + 14）条DNA链，并给出了解决方案。

截至2018年，已经指出了一些问题。其中之一是提取解决方案的输出是瓶颈。例如，在爱德曼（Edelman）的实验中，计算本身是在几秒钟内完成的，但是提取解决方案却花了两天的时间。这是因为以下操作是手动执行的。首先，通过PCR（聚合酶链反应）方法扩增始于起始节点并终止于终止节点的DNA链。接下来，通过电泳分离具有合适长度的DNA链（在Edelman实验中为6）。最后，将通过所有点的DNA链与结合有铁粉的特殊互补DNA链混合，并重复纯化节点数目。换句话说，DNA计算机速度很快，但是将问题转换（输入）为DNA链形式并将溶液转换为数字数据（输出）形式的过程存在问题。

还有一个问题，当试图做复杂的问题时，所需的DNA数量成倍增加。

之后，电子计算机和DNA反应器的组合的编程也通用计算机这使得试验中，2002年在东京须山等人的和奥林巴斯共同实用类型的设备开发的。在以色列 Shapiro等人的研究所-Weizmann。目前正在开发仅由DNA分子和酶的分子计算机，是针对医疗应用。