Innovative Tech
“DNAを使ったコンピュータ”で数独を解くことに成功 計算とデータ保存の両方が可能に 米研究者が発表
Innovative Tech:
このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」(シームレス)を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。
X: @shiropen2
米ノースカロライナ州立大学と米ジョンズ・ホプキンス大学に所属する研究者らが発表した論文「A primordial DNA store and compute engine」は、データ保存と計算機能を兼ね備えた「DNAコンピュータ」を実証した研究報告である。
DNAコンピュータは、従来のシリコンベースのコンピュータとは異なり、DNAやその他の生体分子を使用して計算を行うコンピュータである。従来の2進法(0と1)の代わりに、DNAの4つの塩基(アデニン、チミン、グアニン、シトシン)で情報を表現する。
これまでのDNAコンピュータは、情報の保存か計算のいずれかしかできなかったが、今回新たに開発したシステムは両方を実現する。具体的には、データの保存や取り出し、計算、消去、書き換えなどの一連の操作を繰り返し行える。
これを実現するために「Soft Dendritic Colloids」(SDC)と呼ばれる特殊なポリマー構造を活用。SDCは、セルロースアセテートなどで作っており、枝分かれするように階層的に分岐した構造を持つ。枝分かれした途中でDNAを吸着させる。
この構造により、データの安定した保存と非破壊的な読み出しを実現。また、この構造は非常に高い表面積と結合容量を持つため、大量のデータ(1立方cm当たり1万TB)を保存できる。
実験では、3つの異なる画像ファイルをDNAにエンコードし、それらを選択的に消去したり読み出したりすることに成功した。また、DNAからRNAを転写することで、元のDNAデータを破壊することなく情報を読み出すことができた。
長期保存性能としては、加速劣化試験の結果から、4℃で約6000年、-18℃では200万年の半減期を持つと推定された。
システムの計算能力を実証するため、簡略化された3×3のチェスと数独を解くデモンストレーションを行い、正解を得ることができた。これは、DNAベースのシステムで論理演算が可能であることを示している。
Source and Image Credits: Lin, K.N., Volkel, K., Cao, C. et al. A primordial DNA store and compute engine. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01771-6
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
Innovative Tech
2019年にスタートした本連載「Innovative Tech」は、世界中の幅広い分野から最先端の研究論文を独自視点で厳選、解説している。執筆は研究論文メディア「Seamless」(シームレス)を主宰し、日課として数多くの論文に目を通す山下氏が担当。イラストや漫画は、同メディア所属のアーティスト・おね氏が手掛けている。
この記事の著者
関連記事
こんなメディアも見られています
ITmedia NEWSに関連する情報をお探しであれば、こちらのメディアもお役に立てるかもしれません。
SpecialPR
本日の新着記事
アクセスランキング
-
1
GMO、ランサム被害にあった顧客に新しいPC提供へ 犯行グループは1人の顧客情報公開か
-
2
NECのルータ「Aterm」、PHP脆弱性の影響なし 設定画面URLの「.php」は無関係
-
3
GMO、不正アクセス実行犯の手がかりに懸賞金 1億5000万円規模
-
4
「楽天トラベル」に不正アクセス 顧客情報最大約260万件など流出か 予約者約3.6万件のクレカ情報も
-
5
GMO、攻撃者の公開情報に「アクセスは絶対に控えて」 悪質な拡散者には法的措置を準備
-
6
GMO不正アクセス、犯人側は「27日に顧客のPC攻撃」予告 GMOが端末回収、ホワイトハッカーが解析中
-
7
So-net、会員情報約259万件が漏えい 一部メールサービスではパスワードも流出
-
8
「自分の個人情報が漏えいした……どうすれば?」 IPAが対処法公開
-
9
Google、プライバシーポリシーに「Gmail」「Googleフォト」のデータを広告に使う例外を追加 回避方法は
-
10
タイムズカー、お見舞金3000円の算定基準は? パーク24に聞いた
ITmedia NEWS SNS
インフォメーション
注目情報をチェック
ITmediaNEWSをフォロー
あなたにおすすめの記事PR