Биокомпютри на бъдещето ще работят с течни битове

Сред съвременните методи за съхранение на информация новата концепция, предложена от учените от университета на Мичиган, вероятно е най-екстравагантната.

Изследователите смятат, че компютрите на бъдещето ще се състоят от течни битове – данните ще се записват и съхраняват в микроскопични частици, плуващи в течност.

Клъстери от минисфери могат да се организират в структура, заобикаляща централна сфера. Количеството конфигурации, които частиците могат да приемат, е ограничено. Авторите на методиката сравняват това с кубчето на Рубик, което може да бъде въртяно само по определен начин около централната точка.

Шарън Глотцер и колегите ѝ обясняват, че всяка от тези конфигурации може да представлява единица информация. Ако централната сфера в системата е по-малка от останалите, то заобикалящите я частици ще се захващат една друга и ще се задържат в определено състояние. Така и ще се съхранява информацията.

Ако сферата е достатъчно голяма, то частиците ще могат да бъдат пренастроени по контролируем начин за съхранение на различна информация, с използването на образци на движения, аналогични на тези, които се конфигурират с кубчето на Рубик.

В рамките на експеримента екипът на Глотцър създал клъстер от пет сфери в течност и наблюдавал как системата превключва между две състояния (съответстващи на нули и единици в традиционните изчислителни битове).

Клъстер от четири частици, съединени с централна сфера, може да има две състояния, както и обикновен компютърен бит. Но клъстер от 12 частици може да има например почти 8 милиона уникални състояния, представляващи 2,86 байта данни, или 22,9 обикновени бита.

„Всъщност нашата идея и експериментът са само първите стъпки. В бъдеще планираме да проведем повече експерименти, за да тестваме нашата концепция“, казва Глотцер.

В близко време учените искат да създадат клъстери, които могат да бъдат блокирани в определено състояние за съхранение на данни, а след това да бъдат отново разблокирани, за да може да се внесат промени в информацията.

За бъдещите експерименти Глотцер и колегите ѝ ще използват гел, от който ще създадат централната сфера. За разлика от обикновената течност гелът може да набухва и да се свива, което прави управлението на системата по-просто.

На теория терабайт данни може да се съхранява в супена лъжица течни клъстери. Но изследователите отбелязват, че такава система може да бъде много трудно мащабирана. Критиците на концепцията отбелязват, че сега не съществуват очевидни начини за отчитане и запис на данни за голям брой клъстери, плаващи в течност.

Екипът на Глотцер отговаря, че проблемът може да се реши с използването на отделни клъстери като инструкция за събиране на различни конфигурации от различни материали в микроскопичен мащаб. Статията на учените с подробното описание на идеята е публикувана в сп. Soft Matter.

Изследователите отбелязват, че концепцията не е предназначена да замени традиционните методи за съхранение на данни в обикновените изчислителни машини. Вместо това те предлагат течните битове да се използват за провеждане на компютърни операции в биологични системи – например за мониторинг на пациенти с имплантирани миниустройства.