来源：深圳特区报

新加坡南洋理工大学舒建军教授在《物理评论快报》（Physical Review Letters ）发表了他的最新研究成果，称他的团队提出了一种通过操纵DNA链能解决基于DNA计算的战略分配问题。他同时也宣称，“我们团队在DNA计算领域取得了一定的进步，期望未来取得更大的进步，DNA是计算的未来。”

舒教授表示，人体就像一台计算机，每时每刻都在进行计算，比最快的硅芯片超级计算机都要快得多。而硅芯片计算机使用二进制计算，产生大量的热量，十分不利于环保。

在处理战略分配问题方面，随着硅计算的发展，即使是运算最快的硅芯片计算机在处理战略分配问题上仍需要花费数月，而基于DNA计算则被证明是高效的。利用基于DNA的计算方式能够更高效率地解决大量平行问题、组合问题以及人工智能问题。而且DNA计算机所用的DNA生物芯片比硅芯片更环保。

舒教授表示，硅计算依靠二进制，即1和0。而通过DNA计算，除了1和0以外，你还可以做的更多。DNA由AGTC四种碱基组成，这可以形成更多的排列。DNA计算将有潜力处理模糊数据，超越数位数据。

舒教授及其团队在分子链水平和试管水平上对DNA链进行操作，他们发现他们可以对DNA链进行剪切、融合等操作，而且所执行的这些操作能够影响DNA的计算能力。在实验模型中，DNA分子用来存储与计算目的相关的信息。“我们能融合DNA链，创造另外一种运算，或者我们可以通过改变DNA性质将DNA拆开。”舒教授表示。

与传统计算机不同，DNA计算机的计算是并行执行的，而且计算并行度非常大。在一毫升的DNA溶液中，可以容纳十的十八次方条DNA。每条DNA都可以看成是一个微处理器。这样的话，虽然生化反应是在一小时之内完成的，每秒钟的运算量还可以达到十的十五次方。现在最快的计算机每秒钟的运算速度是十的十二次方。这样的话，DNA计算要比最快的计算机还要快一千倍。传统计算机进行线性操作，一次只能处理一项任务。并行计算使得DNA能在数小时内求解出复杂数学问题的答案，如果使用电子计算机，则需要花费数百年的时间才能完成这些问题。

此外，虽然DNA体积很小，但存储的信息量却很大。一克DNA所能存储的信息量与1万亿张CD光盘相当，远大于现有的计算机存储芯片和其它存储介质。

DNA计算研究处于最基础阶段

但是DNA计算这一技术面临着诸多挑战，舒教授表示，DNA计算目前仍处于研究的最基础阶段，“至今，DNA计算机还需要大量的人力操作。我们想要对其做进一步的改善。硅微处理器可以执行每一个任务。同样，我们需要发展到提供命令让DNA也执行每一个任务。”另外，他指出，DNA成本也是一个问题，目前DNA成本很高，很难商业化。

另一个挑战是基于DNA计算的显示问题，如果使用现有电子设备，DNA计算的结果很难显示出来。他说：“我们需要在较慢的电子速度与较快的DNA速度之间找到缺失的一环，比如光速。”尽管面临着众多挑战，舒教授仍然很乐观地看待DNA计算机的前景：“ DNA是计算的未来。”

“人机合一”的未来或许不是梦

在过去的40多年中，硅微处理器一直是计算机世界的核心。当时，制造商们都努力将更多的电子元件集成到微处理器中。根据摩尔定律，微处理器上的电子元件数量每18个月会增长一倍。摩尔定律是以英特尔的创始人戈登?摩尔的名字命名的，他于1965年预言微处理器的复杂程度每两年会增加一倍。科学家认为，摩尔定律将很快失效，因为用硅制造的微处理器在物理速度和小型化方面的发展空间极其有限，这种传统的电子技术在2020年后的某个时候将达到物理极限。因此，寻求新的替代技术具有非常重要的意义。

1994年，艾得尔曼教授用一支试管解答了著名的货郎担问题：一个推销员要去7个城市推销产品。走遍这7个城市的方案中，哪一种是最短路线？当他花了7天时间利用试管中的DNA链，根据碱基互补的原则算出了答案时，整个世界震惊了。人们首次从这个实验认识了DNA计算的概念，也对DNA计算的前景有了无限美好的期望。

2001年，以色列科学家成功研制成世界第一台DNA计算机，它的输出、输入和软硬件全由在活性有机体中储存和处理编码信息的DNA分子组成。虽然该计算机不过一滴水大小，但这已显示出未来DNA计算机的雏形。吉尼斯世界纪录称之为“最小的生物计算设备”。随后几年，以色列科学家对DNA计算机进行了改进，当时的运行速度已高达每秒330万亿次。

未来的DNA计算机在研究逻辑、破译密码、生物医药以及航空航天等领域应用将发挥其独特优势：未来破解复杂密码将变得简单，航空公司可以有效规划航线，在细胞内运行的DNA计算机可以监控和发现人体的各种疑难病症，甚至还能在人体内合成药物。随着我们对DNA计算机越来越了解，未来我们对人脑也将有更深刻的认识。

可以想象，未来一旦DNA计算技术全面成熟，DNA计算机还可以通过人体接口直接接受人脑的指挥，那么届时真正的“人机合一”将会实现。可见，未来的DNA计算机将给人类生活带来一个质的飞跃。