美探索研制微型分子计算机 不再依赖二进制系统

未来的计算机可能利用分子的大量特性如尺寸、定位和颜色来进行数据存储和处理。

下一场计算机革命也许不再依赖于二进制数系，而是依赖于一种可以存储数百万条有关分子微小属性——例如定位、尺寸和颜色等——的信息的系统。美国国防部负责为军方设想未来新技术的国防部高级研究项目局正在开发一项新的“分子信息学”计划，以使这一前景成为现实。长远的目标是借助化学的天然变异来进行工作量庞大的数据处理和存储，从而制造出微型的分子计算机。

国防部高级研究项目局防务科学办公室的项目管理人安妮·费希尔在一份声明中说：“化学可以提供一整套丰富的特性，我们也许能够利用它们来进行迅速、可升级的信息存储和处理。分子的数目不计其数，每个分子都具有独特的三维原子结构以及形状、尺寸甚至颜色等可变特性。这种丰富性将为在目前基于逻辑的0和1数字结构之外探索创新和多价值的数据编码和处理方式提供巨大的设计空间。”

研究人员过去曾开发过其他的分子存储系统。例如，科学家曾用DNA对莎士比亚全集进行编码。这些系统不会很快降解，而且可以收藏在很小的包装内——毕竟用来对整个人进行编码的基因指令都存放在小小的新生儿体内，但它们存在缺点。例如，这些DNA编码必须先转译为传统的数字格式，无法很快读取数据。而且专家们指出，从根本上说，采用四个字母的DNA编码技术只能提供一种相当有限的信息编码方式。

为了摆脱这种对二进制系统的依赖，科学家需要发明一种全新的信息结构。这意味着对下面这些基本问题进行询问和回答：怎样能够用分子对信息进行编码？分子能否执行某些逻辑操作？分子计算究竟意味着什么？

费希尔说：“从根本上说，我们希望发现让分子以某种突破我们现有知识局限的全新方式进行‘计算’的意义。这就是为什么我们绝对需要众多不同领域中的多元知识的通力合作，以便跃入这个新的分子空间，去看看我们可以发现些什么。”