COD GALBEN: 16-01-2018 ora 12 Intre 16 ianuarie, ora 17 - 17 ianuarie, ora 20 se va semnala 16 ianuarie, ora 12 – 17 ianuarie, ora 20Fenomene vizate COD GALBEN: 16-01-2018 ora 19 Intre 19:45 si 22:00 se va semnala Local precipitații predominant sub formă de ploaie, care favorizează depunerea de polei in Județul Ilfov, Județul Teleorman, Județul Giurgiu, Județul Călăraşi;

Vezi mai mult
Vezi mai putin

Urmareste

Modifică dimensiunea fontului:

Washington, 4 mar /Agerpres/ - Moleculele care ajută muşchii să se contracte ar putea fi integrate în viitorul apropiat într-un biocalculator capabil să rezolve cele mai complexe probleme într-o fracţiune din timpul necesar celor mai performante supercomputere ale prezentului, conform unui studiu publicat de doi oameni de ştiinţă de origine română în ultimul număr al revistei Proceedings of the National Academy of Sciences, informează Life Science.

Şi să nu ne gândim că supercomputerele prezentului ar fi nişte jucării. Cel mai rapid supercomputer din lume, Tianhe-2 din China, este capabil de aproximativ 55 de cvadrilioane (55.000 de trilioane) de calcule pe secundă, adică de multe mii de ori mai puternic decât calculatoarele personale sau cele mai moderne console de jocuri. Cu toate acestea, supercomputerele din prezent rezolvă operaţiile în secvenţe, una câte una - o limitare severă a puterii de calcul dacă ne gândim că supercalculatorul naturii, creierul uman, poate opera numeroase operaţiuni simultan. Puterea de calcul a creierului uman este obţinută prin convertirea moleculelor de adenozintrifosfat (ATP) în alte forme moleculare - un proces extrem de eficient din punct de vedere energetic şi care generează incomparabil mai puţină căldură decât cipurile de silicon care echipează procesoarele calculatoarelor.

Aceşti factori pot explica parţial de ce creierul poate rezolva anumite probleme mult mai rapid decât supercomputerele, consumând în acelaşi timp incomparabil mai puţină energie. Creierul uman consumă doar aproximativ 20 de waţi de energie, suficient pentru a aprinde un bec nu foarte puternic, în timp ce supercalculatorul Tianhe-2 consumă aproximativ 17,8 megawaţi de energie, adică energia necesară pentru a aprinde 900.000 de becuri.

Pornind de la mecanismul de funcţionare al creierului uman, oamenii de ştiinţă susţin că moleculele de ATP ar putea fi cheia pentru a obţine un nou calculator, un biocomputer capabil să realizeze calcule simultan şi nu secvenţial, aşa cum face creierul uman.

"Sunt probleme pe care calculatoarele electronice le rezolvă foarte bine. Noi ne propunem însă să rezolvăm rapid şi acele probleme care sunt prea grele pentru calculatoarele electronice", conform co-autorului acestui studiu, Dan V. Nicolau Sr., un inginer chimist român, absolvent al Politehnicii şi profesor la Universitatea McGill din Montreal.

Dan V. Nicolau a început să lucreze la ideea unui biocomputer în urmă cu mai bine de zece ani, alături de fiul său, Dan Nicolau Jr., de la Universitatea California din Berkeley, care este şi coordonatorul acestui studiu. "Toate acestea au început de la nişte idei scrise pe spatele unui plic, după prea mult rom şi cuprindea desene ce semănau cu nişte viermişori care explorau un labirint", a povestiti Nicolau Sr.

În cele din urmă ideea sa s-a concretizat sub forma unui cip de silicon pătrat, cu latura de 1,5 centimetri, încastrat în sticlă, în care au fost realizate nişte canale microscopice, fiecare cu un diametru mai mic de 250 de nanometri (mai subţiri decât lungimea de undă a luminii vizibile). Apoi, cei doi oameni de ştiinţă au introdus fibre de proteine în aceste canale, fibre care se deplasau într-un mod similar maşinilor în traficul citadin. Aceşti "agenţi", cum au fost denumiţi de cercetători, constau în filamente de actină şi microtubuli, proteine care formează structura internă a celulelor vii. Aceşti agenţi sunt puşi în mişcare de biomotoare moleculare, aşa cum este miozina, care ajută musculatura să se contracte, şi respectiv kinezina, care contribuie la transportul intracelular al veziculelor şi particulelor. Cei doi oameni de ştiinţă au folosit ATP pentru a porni aceste motoare moleculare şi au adăugat "etichete" fluorescente diferiţilor agenţi din sistem pentru a-i putea urmări în acţiune.

Agenţii intrau printr-o parte a dispozitivului şi puteau ieşi prin numeroase alte părţi. Aceştia pot fi redirecţionaţi aleator printr-o varietate de canale din interiorul cipului. Harta canalelor dispozitivului corespunde tipului de problemă care trebuie rezolvată, iar ieşirile alese de aceşti agenţi din sistem reprezintă răspunsuri potenţiale.

Cercetătorii au testat noul dispozitiv de calcul pe o clasă de probleme aparte, denumite "probleme NP-complete". NP (care înseamnă timp polinomial nedeterminat) este setul de probleme ale căror soluţii pot fi verificate în timp polinomial. Dar, conform celor ştiute în prezent, multe dintre aceste probleme necesită timp exponenţial pentru rezolvare. Poate că problema cea mai cunoscută de acest tip este de a găsi factorii primi ai unui număr foarte mare. În acest gen de probleme validitatea unei soluţii particulare poate fi verificată imediat, însă durează mult timp până la identificarea soluţiei optime.

Un alt exemplu clasic al unei probleme NP-complete este "dilema comisului voiajor". Numele problemei provine din analogia cu un vânzător ambulant care pleacă dintr-un oraş şi care trebuie să viziteze un număr dat de oraşe şi care apoi trebuie să se întoarcă la punctul de plecare în cel mai scurt timp. Deşi o rută care să treacă prin toate respectivele oraşe poate fi identificată relativ rapid, confirmarea faptului că respectiva rută necesită şi cel mai mic interval de timp pentru a fi parcursă necesită încercarea tuturor celorlalte rute posibile. Evident, cu cât creşte numărul de oraşe, cu atât această problemă este mai greu de rezolvat.

Pentru a rezolva această problemă cu acest dispozitiv de calcul este necesară trimiterea a foarte multe molecule prin reţeaua de nanocanale din interiorul cipului, "la fel cum ai trimite milioane de vânzători ambulanţi pe rute diferite de la un oraş la altul, pentru a vedea care rută este cea mai promiţătoare", conform lui Dan V. Nicolau.

Într-unul din cele mai noi experimente, cei doi au testat acest dispozitiv de calcul pe varianta NP-completă a problemei sumei submulţimilor. În această problemă este dat un set de numere întregi (aşa cum sunt numerele 1 şi -1, dar nu şi fracţii) şi trebuie să se afle dacă există o submulţime a acestor numere întregi a căror sumă este egală cu zero. În experimentele derulate cu un set de trei numere întregi, 2, 5 şi 9, cercetătorii au arătat că dispozitivul lor ajungea aproape de fiecare dată la rezultatul corect, cu un consum de energie de aproximativ 10.000 de ori mai mic pe fiecare calcul decât i-ar fi trebuit unui calculator electronic.

Găsirea rezolvării unei astfel de probleme poate părea foarte simplă, însă cu cât sunt introduse în problemă mai multe numere întregi ce trebuie analizate, cu atât suma submulţimilor devine exponenţial mai greu de rezolvat. "Cel mai performant laptop de la ora actuală nu poate rezolva suma submulţimilor primelor 30 de numere prime", a precizat Nicolau Sr.

Deşi există şi alte abordări care îşi propun să împingă tehnologia spre o nouă şi cu totul diferită generaţie de calculatoare, aşa cum sunt cele din domeniul computerelor cuantice, biocalculatoarele s-ar putea dovedi soluţia pentru viitor pentru că sunt mult mai stabile decât calculatoarele cuantice, conform autorilor acestui studiu.AGERPRES/(AS - autor: Codruţ Bălu, editor: Mariana Ionescu)
Monitorizare
Setări

DETALII DESPRE TINE

Dacă ai cont gratuit te loghezi cu adresa de email. Pentru a crea un cont gratuit accesează secțiunea “Crează cont”.

Dacă ai cont plătit te loghezi cu username. Pentru a vă crea un cont plătit vă rugăm să contactați:

Dacă nu puteți vizualiza această știre, contactați echipa AGERPRES pentru a vă abona la fluxurile de știri.