日本開(kāi)發(fā)首臺(tái)分子電腦 可模仿大腦工作

xtw77wh

據(jù)MSNBC網(wǎng)站報(bào)道，世界上最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)是人類(lèi)大腦，而納米技術(shù)正在推進(jìn)分子電腦的誕生。日前日本科學(xué)家大有突破，設(shè)計(jì)出世界首臺(tái)分子機(jī)器，可模仿大腦的工作原理。此發(fā)現(xiàn)可提供同時(shí)控制許多分子機(jī)器的辦法，加快電腦運(yùn)行能力，或許會(huì)讓摩爾定律繼續(xù)有效。迄今為止，這種裝置的運(yùn)算速度是普通晶體管計(jì)算機(jī)的16倍。但研究人員聲稱(chēng)，這項(xiàng)發(fā)明的運(yùn)算速度最終將會(huì)比普通晶體管計(jì)算機(jī)快1000倍。它不僅能充當(dāng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，還可用于控制復(fù)雜裝置的元件，如：精微醫(yī)師和精微工廠。

　　

　　
　　此機(jī)器是由17個(gè)杜醌(duroquinone)分子,其中1個(gè)杜醌分子居中,充當(dāng)控制部,另外16個(gè)分子圍繞著它,都是在金表面上通過(guò)自我組合而成的.日本筑波市國(guó)立材料科學(xué)研究所的人工智能和分子電子學(xué)科學(xué)家安尼班·班德亞帕德耶(Anirban Bandyopadhyay)解釋稱(chēng),杜醌的直徑不到1納米,它比可見(jiàn)光波長(zhǎng)還要小數(shù)百倍.而且,杜醌分子是六邊形面上連接著4個(gè)圓錐細(xì)胞,看上去就像一輛小汽車(chē).

　　

　　
　　此圖證實(shí)日本分子電腦的設(shè)計(jì)堪稱(chēng)“人造腦”
　　工作原理
8 c8 E$ N4 V$ C) L) {2 Y8 e　　科學(xué)家通過(guò)來(lái)自掃描隧道顯微鏡特別尖的導(dǎo)電針上的電脈沖來(lái)調(diào)節(jié)此居中的杜醌分子，從而對(duì)此裝置進(jìn)行操作。由于電脈沖強(qiáng)度的不同，此分子及其4個(gè) 圓錐細(xì)胞將出現(xiàn)不種方式的移位。再加上居中杜醌分子與周?chē)?6個(gè)杜醌分子連接的化學(xué)鍵不牢固，從而導(dǎo)致每一個(gè)分子也出現(xiàn)移位變化。這就像推倒一塊多米諾 骨牌會(huì)引發(fā)一連串的多米諾骨牌倒下。
　　可以想像一下，1只蜘蛛位于由16根蜘蛛絲編織的蜘蛛網(wǎng)中心，當(dāng)蜘蛛向某一個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，每根連接它的蜘蛛絲就會(huì)各自感受稍有不同的拖拉。依照 這種方式，居中杜醌分子的電脈沖可同時(shí)向周?chē)?6個(gè)分子傳送不同的指令。研究人員稱(chēng)這項(xiàng)設(shè)計(jì)是受大腦細(xì)胞的啟發(fā)，因?yàn)榇竽X神經(jīng)細(xì)胞有樹(shù)狀一樣的放射狀神經(jīng) 分枝，每一個(gè)分枝都習(xí)慣于和其他大腦神經(jīng)細(xì)胞溝通，傳輸指令。電腦科學(xué)家表示未來(lái)幾十年巨大的并行處理會(huì)革新電腦的思維方式。
　　班德亞帕德耶說(shuō)，所有這些連接正是大腦如此強(qiáng)大的原因。由于杜醌擁有4個(gè)圓錐細(xì)胞，本質(zhì)上就有4個(gè)不同的配置。再由于此居中杜醌分子還同時(shí)控制 其他16個(gè)分子，從算術(shù)上計(jì)算，這意味著一個(gè)電脈沖信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)4的16次方（近43億）種不同的結(jié)果。相比之下，普通晶體管計(jì)算機(jī)一次僅能夠執(zhí)行一種指 令，或0或1，僅有兩種不同結(jié)果。
2 [7 W6 n3 e6 T" V. r+ T/ V! D! I8 L6 \8 g: ~　　研究人員使用掃描隧道顯微鏡確實(shí)讓此16個(gè)分子正如他們所希望的那樣回應(yīng)了中心控制分子的指令。這就像空間站和太空船通話一樣。如果你看過(guò)科幻電影《神奇旅程》，就明白這是怎么回事。

　　

　　
3 r& u1 R; H3 H1 x　　一對(duì)多通信在自然界很普遍，機(jī)器也能實(shí)現(xiàn)
5 j" N$ o$ X; F' s- G　　加以利用
, o2 e( x! h2 X) S% ]" J- |( ]& Z　　科學(xué)家可以將這種裝置與其他分子相結(jié)合來(lái)使用。比如：研究人員建造一批僅由分子構(gòu)成的機(jī)器，如發(fā)動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器、電閘、電梯和傳感器等。此裝置將 提供辦法來(lái)控制所有其他裝置整體性地協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。的確，班德亞帕德耶及其同事證實(shí)了他們可以讓他們的發(fā)明調(diào)控8臺(tái)這種分子機(jī)器協(xié)同工作，好像它們都是微型工 廠的一部分。
3 m; ?5 L5 }3 Q8 Z　　班德亞帕德耶稱(chēng)，此發(fā)明還可用于控制復(fù)雜分子機(jī)器上裝備的元件。今后的應(yīng)用之一將醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，設(shè)想將這樣的分子儀器植入血液中，或許能夠摧毀人體 內(nèi)的腫瘤。將來(lái)腦瘤患者不用做手術(shù)，因?yàn)檠褐械姆肿咏M裝機(jī)會(huì)直達(dá)目標(biāo)地，執(zhí)行目標(biāo)任務(wù)。目前此發(fā)明的應(yīng)用是掃描隧道顯微鏡上配備的特別尖的導(dǎo)電針。然 而，班德亞帕德耶希望將來(lái)能使用分子代替導(dǎo)電針，對(duì)此裝置發(fā)送指令。另一應(yīng)用是基于大腦工作方式建造巨大平行處理的超級(jí)電腦。
, L- F* V, C, |1 F! ]　　此裝置需要在真空和零下196攝氏度極冷的條件下制成，不過(guò)，它卻能在室溫條件下正常工作。研究人員可以將此裝置從二維的16分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)擴(kuò)展 至三維的1024分子球狀結(jié)構(gòu)。這意味著它能同時(shí)執(zhí)行1024個(gè)指令，產(chǎn)生4的1024次種不同的結(jié)果。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在3月10日出版的《美國(guó)國(guó)家科 學(xué)研究院學(xué)報(bào)》上。

火炮

原在我有生之年能用到此產(chǎn)品

張嘯東

不得了，科技要統(tǒng)治人類(lèi)了，但愿在有生之年不要看到這個(gè)東西。

leftwall

加油，我上高中的時(shí)候就說(shuō)XX年內(nèi)光腦、生物腦要出現(xiàn)，代替電腦

cyjsoft

總的來(lái)說(shuō)，機(jī)器人不可能完全代替人類(lèi)的..

聶德平

再怎么厲害，也是人發(fā)明的

mo502

太牛了    能用上這樣的電腦 不知道什么感覺(jué)   期待著

ch_j1985

令人不敢相信

earthling1983

多謝分享！