מחשב דנ״א שמגיע לתשובה באמצעות התארגנות המולקולות
חוקרי אוניברסיטת מיינות׳ הדגימו מחשב מולקולרי שניתן לתכנות ולשימוש חוזר. המבנה המועדף מבחינה תרמודינמית מייצג את תוצאת החישוב, אך הכנת המערכת, חימומה וקריאת התוצאה עדיין דורשות משאבים.
חישוב אינו חייב להתבצע באמצעות זרם חשמלי העובר בטרנזיסטורים. צוות באוניברסיטת מיינות׳ באירלנד הדגים מערכת שבה גדילי דנ״א בתמיסה מתארגנים למבנה המייצג תשובה לשאלה חישובית. המחקר פורסם ב־16 בספטמבר 2026 בכתב העת Nature. הוא מעביר רעיון תאורטי על חישוב בשיווי משקל אל ניסוי במולקולות ממשיות.
לתכנן מצב יציב שיכיל תשובה
במחשב רגיל, המעגלים מאלצים את המערכת לעבור בין מצבים בהתאם לפקודות. המערכת החדשה מכונה Scaffolded DNA Computer, או SDC. במערכת זו מתכננים את היחסים בין גדיל שלד ארוך לגדילים קצרים, כך שהתוצר הנכון יהיה המצב המועדף מבחינה תרמודינמית. המערכת יכולה להתקדם אליו באמצעות הקשרים הנוצרים ומתפרקים בין המולקולות.
אפשר לחשוב על כך כהבחנה בין מתן הוראות תנועה לבין תכנון היעד. במקום לכוון כל צעד בנפרד, בונים מערכת שהמצב היציב שלה מקודד את התוצאה. זו המחשה לעיקרון, ולא טענה שמולקולות מבינות מספרים או בוחרות תשובה במובן האנושי.
עשר תוכניות וגדלים שונים של חישוב
החוקרים הדגימו עשר תוכניות, ובהן כפל בשלוש, חלוקה בשתיים, בדיקת זוגיות של רצף בינארי וחיבור מספרים בני 25 סיביות. במאמר מתואר גם חישוב הכולל 100 סיביות. אין פירוש הדבר שהמערכת היא מעבד אלקטרוני בעל ארכיטקטורת 100 סיביות.
לפי הודעת האוניברסיטה, התערובת כוללת מים, מלח ודנ״א, והיא עוברת חימום וקירור. חיבור של 10 ו־3 ארך כ־30 שניות. לעומת זאת, ניסוי שחיבר מספרים בטווח שבין כ־11 מיליון לכ־34 מיליון דרש עד 14 שעות. לכן חשוב להבחין בין זמן ביצוע של דוגמה קטנה לבין ביצועים של מערכת גדולה יותר.
הודעת האוניברסיטה מדווחת גם על שימוש חוזר לביצוע עד 25 חישובים רצופים. האפשרות לחדש חישוב במערכת קיימת חשובה לתכנון מחשבים מולקולריים שאינם חד־פעמיים.
למה זה אינו מחשב ללא אנרגיה
העובדה שהתוצאה היא המצב המועדף אינה מבטלת את העלות של הכנת הגדילים, הכנת התערובת, החימום והקירור וקריאת הפלט. החוקרים מציינים במאמר במפורש עלויות של מספר הגדילים ואורכם ושל הטיפול התרמי. הניסוי מראה עיקרון חישובי, ולא השוואה מלאה של צריכת אנרגיה למחשב מסחרי.
גם היכולת להפיק תשובה אינה מעידה כשלעצמה שהשיטה עדיפה לשימוש מסוים. מערכת שימושית צריכה לקבל קלט, להפיק פלט קריא, לפעול באופן אמין ולתמוך במשימות שנדרשות ממנה. לכל אחד מהשלבים האלה יש מחיר בזמן, בחומרים ובציוד.
כיוון מחקרי משלים
בהודעת האוניברסיטה מוצגים אחסון מידע וחישוב מולקולרי בסביבה ביולוגית ככיוונים עתידיים. אלה אפשרויות למחקר המשך, ולא יישומים שנבדקו כאן בתאים חיים או במערכת אחסון מסחרית. ערכו של הניסוי הוא בהרחבת השאלה מה יכול לשמש מחשב ואיך אפשר לתכנן את הפיזיקה שלו.
שאלות ותשובות
האם מדובר במחשב דנ״א ראשון בעולם?
לא במובן הרחב. מחשבים מולקולריים המבוססים על דנ״א נחקרו בעבר. החידוש כאן הוא השיטה שבה התוצאה מקודדת במצב המועדף של המערכת.
האם הוא מהיר ממחשב רגיל?
הניסוי אינו מראה יתרון מהירות על סיליקון. זמני החישוב שנמסרו שונים מאוד בין דוגמאות קטנות לגדולות.
האם הוא פועל בלי להשקיע אנרגיה?
לא. הכנת המערכת, מחזור החימום והקירור וקריאת התוצאה דורשים משאבים.
מקורות: המאמר ב־Nature והודעת אוניברסיטת מיינות׳, שניהם מ־16 בספטמבר 2026.
המאמר המדעי
עוד בנושא באתר הידען
KioskNews shows a cleaned-up reading view extracted from the publisher’s page — the original always lives on their site, not ours.