上一篇讲述了光子计算机很难实现商用,那么未来是否有一种计算机既能够实现商用,又能在运算能力上碾压传统计算机呢?
答案是有的,这就是生物计算机。我们知道生物的遗传信息是十分庞大的,但是这些极其复杂的遗传信息却是用简单的若干对染色体就能够全部存储起来。这是因为基因遗传信息存储在DNA链里,DNA是双螺旋结构,上面有4种碱基,腺嘌呤、鸟嘌呤,胞嘧啶和胸腺嘧啶,用字母写下来就是ATGC。
ATGC在DNA链上的双螺旋结构进行排列组合,构成极其复杂的信息存储。如果我们能用生物手段控制DNA链的话,至少从信息存储的角度上来说,这就是海量的。1克的DNA可以存储20万T的数据,也就是两亿个G的信息。以目前的硬盘存储能力,大概要20万个硬盘的存储量才能抵得上1克的DNA。
另外生物系统也可以被用来计算。两年前,有一个英国生物学家,做了一个生物系统居然可以用来做并行计算。因为生物的蛋白质之间可以有力的相互作用,因此这个生物学家做了一个生物纤维的网络,蛋白质可以在这个网络里面游走运动。不同的蛋白质可以代表不同的信号。在这个网络里面,运动过程其实就是一个计算的过程。这样做下来,居然从原理上可以进行并行计算。
并行计算从原理上对于电子计算机来说是无论如何都无法做到。电子计算机运算速度再快,同时只能处理一个问题。例如,你的电脑好像可以同时开好几个程序,其实,这只是CPU在这几个程序里面来回切换处理问题而已。原理上电子计算机只能一次解决一个问题。由于不能做并行计算,很多实际性问题,比如像混沌性的问题,三体问题,电子计算机从原理上是无法解决的,因为三个物体的运行函数是相互交叉,相互影响的,三个函数会同时变化。电子计算机的处理方式只能是先假设一个物体的运行函数变化,其余两个不变,看这一个变化如何影响其他两个,然后其他两个物体运行函数再反过来如何影响第一个物体。但是这样的系统运算太固定,从原理上它不是同时进行的,真实情况应该是三个物体运行函数同时变化。电子计算机运算三体问题,最终误差一定会越来越大,所以生物计算机如果真的并行计算,那从原理上对电子计算机绝对是碾压的。
期待不久的将来人类可以研制出生物计算机,并且能够普及商用,那么至少对我们来说储存大片是方便了很多。