美國DNA計算机解題能力創新高

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(http://www.epochtimes.com)
【大紀元3月20日訊】美國科學家利用簡單的DNA計算机,在實驗中為一個有24個變量、100万种可能結果的數學難題找到了答案。這是迄今利用非電子化計算手段解出的最复雜數學問題,表明DNA計算机研制又邁出了重要一步。

  新華网3月18日消息,美國南加利福尼亞大學教授阿德勒曼將這一研究成果發表在新一期美國《科學》雜志上。 DNA(脫氧核糖核酸)是生物遺傳的物質基礎,它通過4种核酸的排列組合存儲生物遺傳信息。將運算信息排列于DNA上,并通過特定DNA片段之間的相互作用來得出運算結果,是DNA計算机工作的主要原理。

  阿德勒曼教授是DNA計算机研究領域的先驅。他于1994年在實驗中演示,DNA計算机可以解決著名的“推銷員問題”,首次論證了這种計算技術的可行性。“推銷員問題”用數學語言來說,是要求在7個城市間尋找最短的路線,這一問題相對簡單,心算就可以給出答案。

  但這次阿德勒曼教授用DNA計算机演示新問題難度就大多了,靠人腦的計算能力基本無法處理。這一邏輯問題名叫“NP完全3-SAT問題”,听起來不知所云,但可以形象化地表述如下:

  假設你走進一個有100万輛汽車的車行,想買一輛稱心的車。你向銷售員提出了一大堆條件,如“想買一輛4座和自動檔的”,“敞蓬和天藍色的”寶馬車等等,加起來多達24項。在整個車行中,能滿足你所有條件的車只有一輛。從理論上說,銷售員必須一輛輛費勁地找。傳統的電子計算机采用的就是這种串行計算的辦法來求解。

  阿德勒曼等設計的DNA計算机則對這一問題進行了并行處理。他們首先利用DNA片段編碼了100万种可能的答案,然后將其逐一通過不同容器,每個容器都放入了代表24個限制條件之一的DNA。每通過一個容器,滿足特定限制條件的DNA分子經反應后被留下,并進入下一個容器繼續接受其它限制條件的檢驗,不滿足的則被排除出去,

  從解決這個問題的過程中可以看出,理論上,DNA計算机的運算策略和速度將优于傳統的電子計算机。阿德勒曼教授說,雖然他們的新實驗進一步提高了DNA計算机模型的運算能力,但總的來說,DNA計算机錯誤率還是太高;要真正超越電子計算机,還需要在DNA大分子操縱技術等方面有大的突破。(http://www.dajiyuan.com)


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