Sciencemag.cz
Doporučujeme
DNA počítače jsou s námi už skoro 25 let. Úvodní demonstrace jejich síly při řešení problému obchodního cestujícího působila nadějně, následovala implementace problému splnitelnosti (satisfiability), pak se však vývoj zadrhl.
Některé průvodní překážky, které se překonat v podstatě nikdy nepodařilo, popisuje např. i v češtině vydaná kniha Martyna Amose Na úsvitu živých strojů. DNA počítače sice nabízely masivní paralelismus, ale nedokázaly překonat „hmotnostní bariéru“ – tedy poradily si s úlohami „paralelními“, nikoliv ale např. s výpočty typu faktorizace (alespoň to nedokázaly přímo, a pokud vím, faktorizaci se nepodařilo do DNA implementovat nikdy).
Předpokládalo se, že tyto systémy se mohou stát součástí logických strojů fungujících v tělech („když je přítomna současně látka X, ale ne Y, spusť syntézu Z a…“), ovšem i článků na toto téma v poslední době ubylo. Z hravých aplikací se objevil DNA počítač luštící piškvorky. Nyní byl publikován koncept DNA počítače, který dokáže nacházet cestu bludištěm, což je opět typ problému, který by se měl dát paralelizovat poměrně snadno (jednotlivé cesty se řeší zvlášť).
Bohužel systém použitý pro řešení je krajně komplikovaný. Průvodní text na Phys.org popisuje, že dnes existují verze „DNA počítání“ pomocí jednovláknové i dvojvláknové DNA, s pomocí enzymů i bez nich, k tomu se přidává řada dalších pomocných metod. Z druhé strany to ale znamená, že neexistuje žádný obecný DNA počítač ani obecný jazyk, v němž by šlo takový systém systém programovat (bez znalostí příslušné biochemie). Některé obecné prvky (hradla) na bázi DNA vyvinuty byly, tím to však končí. Jedná se podle všeho proto o labutí píseň. Za celou dobu nepřišla na DNA počítače žádá poptávka z komerčního sektoru, nikdo nezaložil start-up, technologie se prostě nedostala ven z laboratoří.
Je to samozřejmě škoda, šlo o v jistém ohledu velmi elegantní metodu. Vypovídá to něco o budoucnosti počítačů kvantových? Spíše ne: zde už bylo přeci jen nainvestováno řádově víc i ze strany soukromého sektoru a především se došlo k výsledkům, které se v praxi používají – i když ani zde (technologie společnosti D-Wave) stále nejde o univerzální kvantové počítače, ale o systémy určené pro řešení jednoho typu úloh. DNA počítače však nedokázaly ani tohle.
Zajímavá otázka může znít: Byly by alespoň nějaké současné DNA počítače s hlediska praktické využitelnosti konkurenceschopné třeba před 20 lety? Podrazilo DNA počítačům nohy, že masivní paralelismus dokázaly stále lépe zvládat i (super)počítače klasické, výpočetní výkon rostl a stal se komoditou? Nebo šlo prostě od počátku o slepou uličku?
Jie Chao et al. Solving mazes with single-molecule DNA navigators, Nature Materials (2018). DOI: 10.1038/s41563-018-0205-3
Zdroj: Phys.org a další
