Ein von McGill geleitetes Forschungsteam hat einen Biocomputer auf Bakterienbasis entwickelt, der große, komplexe Probleme mit einem Bruchteil des Speichers und der Ressourcen lösen kann, die herkömmliche Festkörpercomputer benötigen. Als mögliche Anwendungen nennen die Forscher Kryptografie, Molekularbiologie und künstliche Intelligenz.
Während Festkörpercomputer jede mögliche Lösung nacheinander testen, was bei komplexen Problemen Jahre oder sogar Jahrhunderte dauern kann, erkunden Bakterien viele Lösungen gleichzeitig. Durch ihre Teilung erzeugen sie zudem weitere biologische „Prozessoren“.
So funktioniert es
Für das System übersetzten die Forscher ein klassisches Problem in einen Graphen möglicher Entscheidungen und bildeten ihn als Netz winziger, miteinander verbundener Kanäle nach. Jede Route durch das Netz stand für eine andere mögliche Lösung, während spezielle „Logikgatter“-Kreuzungen die Entscheidungspunkte markierten. Während sich die Bakterien rasch teilten und durch die Kanäle bewegten, testeten sie gemeinsam eine große Zahl von Lösungen parallel.
„Moderne elektronische Computer führen mit einem Chip Millionen von Operationen pro Sekunde aus“, sagte Dan Nicolau, Hauptautor und Professor für Bioingenieurwesen. „Mit der bakteriellen Teilung haben wir 1 Million Chips, die gleichzeitig arbeiten. Mehr Chips bedeuten, dass man das Problem schneller lösen kann, auch wenn jeder einzelne ‚Prozessor‘ weniger Operationen pro Sekunde schafft.“
Um eine Überbevölkerung zu vermeiden, passen die Forscher die Temperatur des Computers an, um das Bakterienwachstum zu steuern. Indem sie beobachteten, wohin die Bakterien wanderten, und mit automatisierter Bildanalyse erfolgreiche Routen nachverfolgten, identifizierte das Team Kombinationen, die die Bedingungen des Problems erfüllten.
Ein ergänzendes Werkzeug
Das Projekt ist das Ergebnis einer 20-jährigen, institutionsübergreifenden Zusammenarbeit von Forschern aus Kanada, Europa, dem Vereinigten Königreich und Australien und wurde in der Zeitschrift Microsystems & Nanoengineering veröffentlicht. Die Autoren betonen, dass der Biocomputer klassische oder Quantencomputer nicht ersetzen soll: Er ist ein ergänzendes, ressourceneffizientes und kostengünstiges Werkzeug für Probleme, für die elektronische Computer nicht ausgelegt sind – etwa die Kartierung von Proteinstrukturen.
Fontes
- TechXplore: Biocomputer can explore multiple solutions at once as bacteria multiply in tiny, interconnected channels
- Microsystems & Nanoengineering (2026), DOI: 10.1038/s41378-026-01341-x
Bildnachweis: Microsystems & Nanoengineering (2026).
Transparenz: Dieser Artikel wurde mit Unterstützung künstlicher Intelligenz erstellt, auf Grundlage öffentlich zugänglicher Veröffentlichungen und der unten genannten Internetquellen. Es wird empfohlen, die Originalquellen zu konsultieren, um die Details zu bestätigen.
Muse
