# Uus molekulaararvuti lahendab tehteid varasemast kiiremini

- Link: https://kihulane.eu/arhiiv/245635
- Published: 2026-09-22T14:52:00+03:00
- Author: RSS

Iiri teadlased lõid uut tüüpi [molekulaarse arvuti](https://www.nature.com/articles/s41586-026-10996-5),
mis lahendab keerukaid matemaatikaülesandeid puhtalt termodünaamilise tasakaalu 
toel. DNA-põhine süsteem triivib õige vastuseni iseeneslikult.

Tänapäeva elektroonika, aga ka inimeste kavandatud bioloogilised süsteemid kulutavad
arvutustehteid lahendades palju energiat. Et vigu vältida, on olnud teadlased sunnitud
kasutama keerukaid ja ressursinõudlikke kineetilisi kontrollmehhanisme. Iiri teadlasrühm
kavandas nüüd oma arvuti viisil, et õige vastus peab vastama süsteemi madalaima 
energiaga stabiilsele olekule ehk jõuab sinna iseeneslikult.

Arvutite energiatarve on ületanud aastakümneid energiahulka, mida arvutuste tegemiseks
teoreetiliselt vaja läheb. Varasemad molekulaararvutid töötasid justkui vastuvoolu
ujudes, sest vigade vältimiseks tuli masinasse lakkamatult energiat pumbata. Uurimisrühma
juhi Damien Woodsi sõnul annab taoline hiiglaslik lõhe arvutite tegeliku ja teoreetilise
energiatarbe vahel tugeva tõuke senine tehnoloogia disain täielikult ümber mõtestada.

Uus DNA-arvuti meenutab olemuselt isekoonduvat puslet. Masina selgroo moodustab 
pikk ühemõõtmeline karkass, kuhu hakkavad ridamisi kinnituma spetsiaalsed arvutusklotsid.
Need programmeerimiskeele rolli täitvad tillukesed jupid otsivad molekulaarsel alusel
endale füüsiliselt kõige sobivamat pesapaika.

 Vale koha valinud klotside ühendus jääb nõrgaks ning need kukuvad süsteemist peagi
lihtsalt välja. Nõnda ei vaja arvuti enam eraldiseisvat veaparandust. Lõplik vastus
joonistub välja alles siis, kui kõik osakesed istuvad õigetel positsioonidel ning
nendevahelised seosed täielikult klapivad. Uuringu kaasautori Tristan Stérini sõnul
sündis säärasest lähenemisest kontseptuaalselt lihtne ja äärmiselt veakindel infotehnoloogiline
tööriist.

**Liida ja korruta**

Uurijad tahtsid teada, kus jooksevad loodud arvuti jõudluspiirid, ning andsid masinale
lahendada keerukaid matemaatilisi tehteid. Et ehitada varasemast kordades mahukam
võrk, laenasid teadlased materjali otse looduselt. Nõnda sai uudse karkassi tuumaks
ohutust viirusest ehk M13 bakteriofaagist eraldatud pikk DNA-ahel. Sellel bioloogilisel
alusel liitis seadeldis eksimatult kokku 25-bitiseid arve.

Kui süsteem pikki arve kokku lõi, pidid tillukesed molekulid matemaatika keeles 
läbi närima 100-bitise tehetejada. Samas ei piirdunud arvuti ainult numbrite liitmisega.
Karkassile laotud klotsid suutsid tuvastada ka andmete paarsust, korrutada väärtusi
kolmega ja jagada isegi kolmendsüsteemi ühikuid kahega. Uuringu kaasautori Constantine
Glen Evansi sõnul tõestab mudeli tegelikku võimekust just selle mastaapsus.

Kuigi masinale anti ette raskeid matemaatilisi pähkleid, lahendas see neid mikrotasandil
silmatorkavalt kiiresti. Lihtsamate algoritmide puhul langesid molekulid stabiilsesse
lõppvastusesse vähem kui 60sekundiga. Uurijate kogutud andmed näitavad, et meeskond
püstitas uudse karkassiga molekulaarsete arvutite ajaloos kindla kiirusrekordi.

Erinevalt paljudest varasematest laborimudelitest ei pea uut DNA-arvutit pärast 
esimest kasutuskorda kohe minema viskama. Et viia masin tagasi algseisu ja käivitada
uus tehe, piisab vaid paari DNA-ahela lisamisest. Uuringu kaasautor Abeer Eshra 
täpsustas: “Nutikalt disainitud energiamaastik laseb meil samu programme hõlpsalt
ja vaevata üha uuesti rakendada.”

Järjestikuste katsete käigus suutis masin üht ja sama algoritmi veatult jooksutada
lausa kakskümmend viis korda. Andmeid läks pika tsükli vältel kaduma väga vähe. 
Arvuti tööd ei kõigutanud isegi varasematest ülesannetest karkassile hulpima jäänud
n-ö molekulaarne prügi.

**Uus suunanäitaja**

Kui uurijad hakkasid võrku suuremaks ehitama, ootasid neid peagi ees uued katsumused.
Teadlased kasutasid alusena odavat M13 viirust, ent sellel pinnal haakusid arvutusklotsid
äärmiselt ebaühtlaselt. Kohati ühinesid osakesed karkassiga liiga tugevalt ja teisal
jälle liialt nõrgalt, mistõttu takerdus info liikumine. Nõnda põrkus paberil ideaalselt
töötanud matemaatiline loogika bioloogilise reaalsusega.

Et laiskadest molekulidest ja tekkinud kineetilistest lõksudest mööda hiilida, joonistasid
teadlased masina energiamaastiku kavalate nippidega ümber. Nad paigutasid tillukesi
klotse teadlikult ringi ja silusid nõnda arvutuskeskkonna energiatasemed ühtlasemaks.
Tänu neile muudatustele püsis arvuti stabiilsena ka äärmiselt pikkade tehete juures.
Valesti haakunud osakesed lagunesid laiali ega jäänud enam lamedatele platoodele
toppama.

Varasemad DNA-arvutid sundisid teadlasi lakkamatult temperatuuri kruttima ja laboriseadmeid
käsitsi puhastama. Uus mudel jätab taolise musta töö aga suuresti füüsikaseaduste
hooleks. Katsed näitasid, kuidas kopeerimisprogrammid vedasid andmeid karkassil 
edukalt edasi 25 sammu jagu. Vigased sidemed pudenesid seejuures lihtsalt koost,
enne kui süsteem jõudis lõplikult maha jahtus ja puhkeoleku leidis.

Värskelt valminud masin võiks avada ukse uuele säästlikule arvutite põlvkonnale.
Tulevikus saavad insenerid sarnaseid iseparanduvaid mudeleid rakendada äärmiselt
vastupidavates DNA-andmehoidlates.

Veelgi rikkalikum tööpõld võiks oodata tehnoloogiat ees nutikates bioloogilistes
süsteemides. Seal suudaksid tillukesed molekulaarsed masinad kunagi otse elusraku
sees iseseisvalt elutähtsaid otsuseid langetada. Uuringu juht Damien Woods avaldas
lootust, et värske saavutus ärgitab teadusmaailma senisest palju tõsisemalt kaaluma
just termodünaamiliselt soodsaid ja energiat hoidvaid arvutusplatvorme.

Teadustöö avaldati ajakirjas [Nature](https://www.nature.com/articles/s41586-026-10996-5).

[Loe allikast edasi](https://novaator.err.ee/1610145019/uus-molekulaararvuti-lahendab-tehteid-varasemast-kiiremini)

![](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///ywAAAAAAQABAAACAUwAOw==)