细菌生物计算机可同时探索多种解法

麦吉尔大学领衔的研究团队研制出一台基于细菌的生物计算机,能够以传统固态计算机所需内存和资源的一小部分,解决大型复杂问题。研究人员提到的可能应用包括密码学、分子生物学和人工智能。

固态计算机按顺序逐一测试每种可能的解法,复杂问题可能需要数年甚至数百年才能得出结果,而细菌可以同时探索多种解法。此外,细菌通过分裂还能产生更多的生物“处理器”。

工作原理

为构建该系统,研究人员先把一个经典问题转化为可能选择的图,再将其重建为微小互联通道组成的网络。网络中的每条路径代表一种不同的可能解法,特殊的“逻辑门”节点代表决策点。随着细菌迅速分裂并穿过通道,它们共同并行测试了大量解法。

高级作者、生物工程教授丹·尼科劳(Dan Nicolau)表示:“现代电子计算机用一块芯片每秒可执行数百万次运算。有了细菌分裂,我们就同时拥有了100万块芯片。芯片越多,解决问题就越快,即使每个‘处理器’每秒的运算次数更少。”

为防止过度拥挤,研究人员通过调节计算机温度来控制细菌生长。通过观察细菌的移动轨迹,并利用自动化图像分析追踪成功的路径,研究团队找到了满足问题约束的组合。

一种互补工具

该项目是加拿大、欧洲、英国和澳大利亚研究人员长达20年跨机构合作的成果,发表于《Microsystems & Nanoengineering》期刊。作者明确指出,这台生物计算机并非要取代经典计算机或量子计算机:它是一种互补的、资源高效且成本低廉的工具,面向电子计算机并非为之设计的问题,例如绘制蛋白质结构图谱。

Fontes

图片来源:Microsystems & Nanoengineering(2026)。

透明度声明:本文在人工智能辅助下编写,基于公开出版物与下方引用的网络来源的交叉核对。建议查阅原始来源以确认细节。

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