化学计算机

化学计算机，也称为反应-扩散计算机、Belousov-Zhabotinsky（BZ）计算机或gooware计算机，是一种基于半固体化学汤的非常规计算机，其中数据由不同浓度的化学品表示。计算是由自然发生的化学反应来完成的。

最初，化学反应被看作是向稳定平衡的简单移动，这对计算来说不是很有希望。他创造了不同的盐和酸之间的化学反应，在黄色和透明之间来回摆动，因为不同成分的浓度以循环的方式上下变化。在当时，这被认为是不可能的，因为它似乎违背了热力学第二定律，即在一个封闭的系统中，熵只会随着时间的推移而增加，导致混合物中的成分自行分布，直到获得平衡，并使浓度的任何变化成为不可能。但现代理论分析表明，足够复杂的反应确实可以包括波浪现象而不破坏自然规律。这仍然留下了计算的需要，由传统的微芯片使用二进制代码通过复杂的逻辑门系统传输和改变一和零来执行。为了进行任何可以想象的计算，只要有NAND门就足够了。(一个NAND门有两个比特输入。如果两个比特都是1，它的输出就是0，否则就是1）。在化学计算机版本中，逻辑门是通过浓度波以不同方式相互阻断或放大来实现的。

1989年，人们证明了光敏化学反应如何能够进行图像处理。这导致了化学计算领域的高潮。2014年，由瑞士联邦材料科学与技术实验室（Empa）领导的一个国际团队开发了一个化学计算系统。该化学计算机使用从马兰戈尼效应中得出的表面张力计算，使用一种酸性凝胶找到A点和B点之间最有效的路线，超过了试图计算相同路线的传统卫星导航系统。

2015年，斯坦福大学的研究生利用磁场和注入了磁性纳米粒子的水滴创造了一台计算机，说明了化学计算机背后的一些基本原理。2015年，华盛顿大学的学生创造了一种化学反应的编程语言（最初是为DNA分析开发的）。2017年，哈佛大学的研究人员为一台化学图灵机申请了专利，该机器利用Belousov-Zhabotinsky反应的非线性动力学进行操作。他们开发的系统能够利用吉布斯自由能的考虑识别乔姆斯基类型-1语言。这项工作随后在2019年发表，包括乔姆斯基2型和3型语言的系统。2020年，格拉斯哥大学的研究人员使用3D打印的部件和磁力搅拌器创建了一台化学计算机，以控制BZ介质的振荡。这样一来，他们能够计算二进制逻辑门，并进行模式识别。