Molekulių žiedas informacijai NPP Azijos medžiagos

Molekulių žiedas informacijai NPP Azijos medžiagos

Anonim

Tyrėjai sukūrė pirmąjį nanodalelių lygiagretų procesorių, kuriame viena molekulė daro įtaką daugelio kitų būsenai.

Ateityje atskiri atomai ar molekulės galėtų veikti kaip judantys komponentai kompiuteriuose. Daugelis šių „molekulinių mašinų“ buvo pastatytos pertvarkant organines molekules, o kitas iššūkis yra kontroliuoti informacijos perdavimą tarp skirtingų mašinų.

Dabar Anirbanas Bandyopadhyay ir Somobrata Acharya Nacionaliniame medžiagų mokslo institute Tsukuboje yra sukūrę agregatą, kuriame viena molekulė gali vienu metu nusiųsti instrukcijas 16 kitų. 1 Sistema atspindi kelias mašinas, veikiamas centrinio valdymo bloko - vienas iš pagrindinių nanokompiuterių tikslų.

Ankstesniame 2 darbe tyrėjai išsiaiškino, kad vieną žiedo formos organinę molekulę, vadinamą DRQ, galima perjungti iš keturių loginių būsenų (0, 1, 2 ir 3), kai ją nurodo impulsas iš skenavimo tunelinio mikroskopo. Keturios būsenos koduojamos pridedant vieną ar du elektronus arba keičiant pačios molekulės formą.

„Kai DRQ pasislenka tarp 0, 1, 2 ir 3, jis sukasi tam tikra kryptimi ir tam tikru kampu, todėl jis puikiai tinka procesoriaus programoms“, - sako Bandyopadhyay. „Mūsų darbas buvo pirmasis daugiapakopės logikos demonstravimas vienoje molekulėje.“

Dabar tyrėjams pavyko suorganizuoti šešiolikos DRQ molekulių žiedą, sujungtą vandenilio ryšiu prie centrinio „valdymo bloko“ DRQ molekulės (1 pav.). Jie nustatė, kad vienas impulsas, pritaikytas centrinei molekulei, gali pakeisti visų 16 išorinių molekulių būsenas. Sistema, kaip ir 16 bitų lygiagrečiame procesoriuje, galėtų sudaryti galimas 4 16 (apie 4, 3 milijardo) matricas.

Image

1 pav. DRQ molekulių žiedas, prijungtas prie centrinio 'valdymo bloko' molekulės, darančios įtaką visų išorinio žiedo molekulių būklei. Autorių teisės © Anirban Bandyopadhyay 2008

Radialinis molekulių išdėstymas turi daug pranašumų, palyginti su linijomis sujungtų molekulių sistemomis, kurios vienu metu gali perduoti tik vieną nurodymą. Visų pirma, Bandyopadhyay mano, kad DRQ sistema suteikia įžvalgos apie DNR elgesį.

„DNR yra maloni, nes ji linijiškai jungia savo pagrindus, tačiau dėl savo spiralinės formos viena bazė gali paveikti kitas nei kaimynės bazes - netiesioginį ryšį„ vienas su daugeliu “, - sako Bandyopadhyay. „Mūsų tyrimas dėl radialinių molekulių jungčių atveria galimybes pamėgdžioti kai kurias iš šių nuostabių biologinių operacijų nanoskalėje“.

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.