分子计算机：妙用自然“计算”能力

【日本《经济学人》周刊4月8日一期文章】题：大有可为的分子计算机（作者　三菱综合研究所研究员白井康之）
研究人员正在开发与目前使用的电子计算机截然不同的新计算机，分子计算机就是其中之一。
电子计算机是通过硅芯片上的电子来传送信息，而分子计算机是以生物分子（DNA和蛋白质等）的碱基排列来传输信息，通过分子之间的化学反应来进行运算。如果在试管里加入经过适当加工的DNA（脱氧核糖核酸），就可以随意进行碱基排列，进而得出运算结果。
分子计算机有超排列性、节能性和小型的特点，前景非常看好。值得一提的是，分子计算机在电子计算机很难解决的排列问题上可以大显身手。
分子计算机的最初设想并无多大新意，其基本想法认为“计算”不是计算器和计算机独有的东西，而存在于人类所处的自然现象中。例如在往地上撒沙子时，尽管沙粒一颗颗往下落，但却可以形成一座呈放射状的沙山。可以认为，这种现象中包含形成放射状沙山的“计算”。
一般来讲，通常所说的“计算”有一些明确的目的。即使沙山中存在错综复杂的“计算”，也不能帮助我们检索出最短的出差路线。问题在于，我们如何控制这种自然界存在的“计算”能力，使之有目的地进行运算。
南加利福尼亚大学研究人员1994年首次成功地进行了这一试验，即在解决排列问题上加以应用。虽然此次试验规模很小，但充分预示了未来的可能性。以这一试验为契机，世界各国的开发工作变得活跃起来。
今年1月，由日本奥林巴斯光学工业公司和东京大学组成的研究小组，成功地研制出用于解读基因的DNA计算机。这是一种由DNA计算部分和电子计算部分组成的混合计算机，在试管阶段的研究上迈进了一步，是世界上第一台有实用性的DNA计算机。今后，经过鉴定试验后，DNA计算机可望在基因诊断方面得到应用。
现阶段，分子计算机有望在解读需要进行大量计算的基因序列，以及在人体内进行诊断的医疗计算机等方面加以应用。分子计算机的用途现在还很有限，恐怕今后也不可能完全取代电子计算机。
然而，在研制出电子计算机的初期，其主要用途是进行特殊的科学技术计算，甚至有人预测世界上只有数台的需求量。未来10年、20年，也许还会出现令人耳目一新的台式计算机和掌上计算机。