生物计算机,信息传递有多快?

生物计算机是继光学计算机之后,人们开发的又一种新概念计算机。

自然界中,能保持物质化学性质不变的最小单位是分子。科学家发现,一些有机分子具有两种电状态,即具有“开”和“关”的功能。例如,蛋白质分子中的氢有两种电状态,即一种蛋白质可以构成一个开关。所以理论上可以用这些有机物作为组件来制造电脑。由于有机物往往存在于生物体中,这种以有机物为组成部分的计算机被称为“生物计算机”或“分子计算机”。

由于“分子计算机”特殊的生化性质,一旦分子电子器件的研究成功,生物计算机将比传统计算机具有更明显的优势。

首先,分子电子器件的开关体积可以缩小数百甚至数千倍。另外,分子可以作用于空间的各个方向,不像传统的硅集成电路,只在一个二维的晶面上形成,这样可以使分子逻辑电路的密度变高。理论上讲,它的密度会比现代半导体器件高10万倍左右。

生物计算机不仅可以大大增加组件的密度,而且如果芯片由于生物体自身的自修复功能而发生故障,也可以使芯片自我修复。所以生物计算机是永久性的、可靠的,所以可以说生物计算机是一台活的计算机。

生物计算机的另一个很大的优点是能耗低,功耗高。因为生物计算机的基本部件是由生化物质制成的,生化物质通过化学反应工作,可以用很少的能量工作,而且因为生物芯片中流动的电子之间碰撞的可能性很小,所以几乎没有电阻,所以不会有发热问题。

科学家估计,一台生物计算机的组件密度比人脑神经元高100万倍,传递信息的速度比人脑思维快100万倍,即一台生物计算机足以取代目前的大型计算机。

生物计算机最大的优点是生物芯片的蛋白质具有生物活性,可以与人体组织结合,特别是可以与人脑和神经系统有机连接,人机界面自然一致,避免了繁琐的人机对话,使生物计算机可以直接接受人脑的指挥,成为人脑的延伸。

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