展望21世纪的新型计算机

计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。21世纪初期,将出现每秒100万亿次的超级计算机,超高速计算机将采用平行处理技术,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据时行处理,这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。计算机必将进入人工智能时代,它将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力。     

量子"非"逻辑操作

虽然电子“非”逻辑门的直接量子等价物是不可能存在的,但是目前科学家们 已经利用光子实现了最好的近似普适“非”变换——     

DNA分子计算与DNA计算机的研究进展

生物分子计算与DNA计算机是计算机科学和分子生物学交叉产生的新兴领域. DNA计算机的特点是具有超强的并行运算能力和巨大的数据存储能力, 因而被认为有望解决电子计算机所面临的评价问题. 本文在介绍DNA计算机的基本概念基础上, 围绕DNA计算机的原理、计算模型和在多方面的应用等关键问题, 分析讨论了粘贴模型、剪接模型和等价检查模型等常用的DNA计算模型, 并对DNA计算机在NP问题、遗传分析与临床诊治、防伪和译码技术以及游戏与机器人等领域的研究进展和应用前景进行了探讨. 最后讨论了DNA计算机未来可能的发展方向.     

分子计算机能取代传统计算机吗?

分子计算计划就是尝试利用分子计算的能力进行信息的处理。换言之 ,就是尝试用分子发展多用途计算机。 1994年 ,Ｌ·阿德拉曼 (Ｌ .Ａｄｌｅｍａｎ)发表了用生物分子 (ＤＮＡ)制造多用途计算机的突破性论文 ,这时分子计算的思想才算真正确立。此后 ,利用ＤＮＡ分子进行计算被普遍称作“ＤＮＡ计算”。除了阿德拉曼所用的方法之外 ,人们曾通过多种途径探索过分子水平上的信息处理 ,但ＤＮＡ计算与先前其他方法的本质区别在于 :它旨在基于普通计算的理论而建造多用途的计算机。这似乎是由ＤＮＡ分子的特性所决定的 ,这种特性就是四个天然碱基…     

DNA计算机:现况与未来

本文介绍了计算机科学和分子生物学的产物——DNA计算机的概况,并对其优点和不足之处进行了讨论,最后指出了它在未来所面临的挑战.     

未来生物计算机探索

人工智能的研究是为了将人的智能赋予机器。可科学家正在设想一种生物计算机。它由与生物体相同的有机体元件构成。其性能远比现有电子元件的计算机高得多,并且像生物体的伤口可以自愈一样能自动排除故障,而且甚至能生长。这是可能与人和动物的脑共生的人工脑。倘若这个设想能实现,将会产生出各种具有高级智能的超级动物和超人。     

DNA计算机--明日的计算机?

DNA分子之所以能够形成双螺旋结构，是由于它含有四种不同的碱基——腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)，通过碱基A与T、G与C之间的氢键结合才得以相互配对形成双链。正是由于DNA分子中包含有数目巨大的四种碱基，使得人们看到了DNA分子的巨大编码潜力。     

最大集团问题的DNA计算机进化算法

进化算法是克服DNA计算中穷举法极限的可能途径之一. 借用生物进化的概念, 设计了可用于DNA计算的进化算法来求解最大集团问题. 算法中所有的操作都可以在今天的分子生物技术水平上实现. 计算机模拟实验表明使用这种进化算法有可能由一个小的样本空间得到问题的解, 而不必穷举所有可能情况. 对于随机生成的问题, 这种进化算法能以高概率在很少的进化循环数内正确地给出问题的解. 结果显示这种进化算法所需的时间随问题的规模呈多项式增长, 这可能使DNA计算机在求解复杂问题时比传统电子计算机拥有更多的优势.     

一种图顶点着色DNA计算机模型

设计了一种专门用于求解图顶点着色的DNA计算机. 该计算机的主体是由一个可变温度的聚丙烯酰胺凝胶电泳构成. 可变温度的电泳由3部分组成, 分别为“解链区”、“非解区”和“解区”. 它们对应的可控温度分别为T_m1, T_m2和T_m3. 本文介绍了该计算机的基本结构与基本原理, 给出了存储库的构建方法, 特别讨论了编码问题, 并成功地对5个顶点的图给出了系统的生物操作与生化实验.     

计算机：能超越硅技术吗？

在关于新互联网经济的流行而愉快的谈论中,人们很容易忘记信息技术最终仍需要有形的东西：电路芯片、光学纤维、开关及所有其他的硬件。ＴＲ１００（《技术评论》杂志主持的一个项目）的硬件开发员工们正是为数字未来的这一方面工作着,不断推动原子和分子使数据库得以填充,电子邮件被发送,在线交易能够进行。从芯片到机器人,所有信息世界成为现实的地方都有硬件。而在这个舞台上,ＴＲ１００预见到至少三个至关重要的趋势：第一点是机器人将会随处可见（尽管它们不一定会以电影中惯常有的卡通形象出现）;第二和第三点源于同一事实,即…     

DNA计算机:细胞内的医生

DNA计算机将变成世界上最小的医疗箱 :它可以诊断疾病 ,并且自动地分配药品以治疗疾病。现在这种计算机仍处在试管研究阶段 ,还需要几十年才能用于实际生活。这种计算机非常小 ,一万亿个这样的计算机只相当于一滴水那么大。但是它能让你看见将来人类身体内的分子运转 ,测定疾病     

由17个分子组成的计算机

日本筑波大学国家材料科学研究所的研究人员研制出全球最小的一台计算机，这台计算机仅由17个分子组成，能同时操作多项指令，为将来研制全“思考”的计算机奠定了基础。     

化学计算机：用分子自旋状态存储信息

一个在大分子中自旋的碳环就好比是一道微型旋转栅门,它可能会在未来一代计算机中被用于存储信息。从理论上说,将这些栅门组成阵列来存储信息,要比常规的硅片系统占用空间小得多,因而信息的存放和检索更为有效。     

基于DNA/RNA的逻辑门与逻辑运算

DNA和RNA具有精确的分子识别能力以及强大的信号存储能力. 利用DNA/RNA分子的生物学特性来构建分子级别的逻辑门并实现逻辑运算是近年来计算机科学和分子生物学交叉产生的新兴领域, 引起了研究者的广泛关注. 本文介绍了利用DNA/RNA分子的酶活性、结构特性来构建逻辑门的方法, 探讨了将单一逻辑门整合成复杂的逻辑运算的途径. 并且对于DNA/RNA逻辑门在体外检测和体内诊疗等生物医学中的应用进行了介绍, 提出了未来的发展方向.     

"好药为医,梦的追逐"——访2006年启明星跟踪计划入选者柳红

柳红（下图）。一个好听的名字,一位志高存远的年轻学子。现年36岁的她,拥有药物化学博士,中国科学院上海药物研究所研究员。主要从事药物化学、计算机辅助药物分子设计、新药的研究发现等方面的工作。她正在进行的糖尿病先导化合物的研究与发现的研究课题得到了2006年度上海科技启明星跟踪计划的资助,也由此让我有幸结识了上海药物所又一位优秀的青年科技工作者。