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2013.09.04

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DNA分子计算机是公认的下一代计算机，而实现DNA计算的一个重要基础就是基于DNA分子的逻辑门，这是当前计算机科学研究领域的一个热点，也是一个难点。不久前，中国科学家在这一领域取得重要进展，研制的新型“DNA逻辑门”系统的稳定性大大增强。相关研究结果已发表在3月出版的著名化学杂志《德国应用化学》上。

在计算机世界里，硅是制造芯片的材料之王。然而，基于硅材料的传统电子计算机将在未来一二十年内达到物理极限，因此必须要找到更好的替代物。专家普遍认为，DNA分子计算机有可能解决电子计算机发展的瓶颈问题，是未来计算机发展的方向之一。

DNA分子计算机是一种生物形式的计算机，是计算机科学和分子生物学相结合而发展起来的新兴研究领域。

它诞生于1994年，发明人是莱昂那多·阿德莱曼。他用“试管”DNA计算机做实验，测试出了DNA计算机的可行性。DNA计算机以核苷酸为内存，且具有超大规模并行结构，其最大的优点在于惊人的存贮容量和运算速度。1立方米的DNA溶液，可存储1万亿亿的二进制数据。十几个小时的DNA计算，相当于所有电脑问世以来的总运算量。因此，未来计算机的芯片和磁盘都可以用DNA溶液来代替，其强大的功能将令人惊讶。而且，DNA计算消耗的能量非常小，只有电脑的十亿分之一。正是由于DNA计算机具有强大的并行运算和超高的存储能力，DNA计算机将可能解决一些电子计算机难以完成的复杂问题，也可能在体内药物传输或遗传分析等领域发挥重要作用。

虽然DNA计算机潜力无穷，但是当前仍然有许多瓶颈技术和基础问题需要解决，其中基于DNA分子的逻辑门就是实现DNA计算的一个重要基础。中国科学院上海应用物理研究所的樊春海研究员与上海交通大学的贺林院士、张治洲教授通过深入的学科交叉与合作，应用DNA核酶研制成功一类新型的“DNA逻辑门”。这一系统的新特色在于排除了以往DNA逻辑门设计中RNA核苷的参与，仅单纯应用DNA分子，从而使系统的稳定性大大增强。

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