Blíží se doba DNA počítačů? Je už skoro tady!

Nositelka genetické informace nezbytné pro jakýkoliv život, deoxyribonukleová kyselina, se možná brzy stane základem revoluce i ve světě počítačů. Vědci ji plánují využít pro stavbu nových čipů i paměťových zařízení. Po letech teoretických debat a úvah se dostavují první praktické výsledky.

Stop miniaturizaci

Hlavní důvod dnešního rozšíření počítačů je obrovský pokrok, který informační technologie od 70. let učinila v miniaturizaci. Kdysi rozměrné sálové počítače se nejen radikálně zrychlily, ale především zmenšily a zlevnily. Rychlejší výkon je dán zmenšování vzdáleností mezi tranzistory, zdá se však, že tato technologie je (snad krom prostorově uspořádaných čipů, které ji ještě na chvíli prodlouží životnost) na pokraji svých sil. Naštěstí je na cestě zcela nová.

Na její princip přišli výzkumníci z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě. Tým vedený profesorem molekulární biomedicíny Dannym Porathem tu vytvořil cosi, co označují jako „DNA dráty“. Ty umožňují plynutí elektrického proudu skrze řetězce molekul deoxyribonukleové kyseliny. Podle profesora Poratha může průlom umožnit vznik programovatelných obvodů postavených na DNA a umožnit tak příchod nové generace výkonnějších počítačů, jejichž obvody budou menší než u těch dnešních.

Všeobecně může vynález znovu nastartovat zájem o miniaturizaci na bázi DNA. Od něj se totiž očekává ještě mnohem více než jenom tvorba obvodů. O možnostech DNA v informatice se mluví více než dvě dekády, praktické pokusy, které mohou být základem technologické revoluce, se ale realizují teprve posledních pár let.

Kam s ním

Každý z nás asi někdy došel do stavu, kdy mu pevný disk jeho počítače nebo chytrého telefonu přestal dostačovat. Není se čemu divit, jedná se už o poněkud zastaralou technologii. Dnešní metoda ukládání dat stále využívá buď ukládání dat pomocí magnetické indukce, která pochází až z 50. let, popřípadě o něco komplexnějších flash disků využívajících unipolárních tranzistorů bez pohyblivých částí. Ta má kořeny na konci 70. let. Hlad moderní civilizace po větším prostoru pro data je však enormní, vědci proto upínají zraky k technologiím mladším než 40 let. Využití DNA má být jednou z nich.

Hustota DNA je ideální pro ukládání dat. Podle Georga Churche a Sri Kosuriho z Harvardovy univerzity by jediný gram DNA uschoval 5,5 petabajtů dat. Jediný petabajt přitom obsáhne milion gigabajtů. Příchod technologie ukládání na bázi DNA by tak znamenal skutečně enormní skok kupředu ve skladovacích kapacitách. Podle Churche a Kosuriho je přitom ukládání dat do molekul DNA překvapivě snadné, bylo by možné je udržovat při pokojové teplotě a jejich využívání by se obešlo bez potřeby elektřiny. Doposud však v oboru chyběl širší výzkum. Porathův objev DNA elektrických obvodů to může změnit.

Využití DNA není jediným inovativním přístupem, který má během generace zcela převrátit fungování počítačů. Počítače využívající uhlíkových nanotrubic rovněž slibují výrazné zrychlení operací, a navrch i snížení výdajů na energii, loni se přitom podařilo konečně sestavit funkční prototyp řešící řadu předešlých oříšků. Opodál číhá i kvantový počítač, který v základní verzi rovněž existuje, od jeho následovníků se však očekává rychlejší řešení simulačních úloh.

Ladislav Loukota