Entä jos tietokoneet hengittäisivät?

​Supertietokoneen voisi kutistaa kirjan kokoiseksi – jos se olisi elävä. McGill-yliopistossa on mallinnettu tietokonetta, joka toimii samalla periaatteella kuin nykyiset ison huoneen täyttävät supertietokoneet, mutta vie paljon vähemmän tilaa ja energiaa. Ja käyttää hyväkseen proteiineja.

"Olemme onnistuneet kehittämään hyvin mutkikkaan verkoston, joka vie hyvin vähän tilaa", toteaa Dan Nicolau vanhempi. Hän alkoi kehitellä ideaa poikansa, Dan Nicolau nuoremman kanssa yli kymmenen vuotta sitten. Pari vuotta myöhemmin mukaan tuli tutkijoita Saksasta, Ruotsista ja Hollannista.

"Alkuun se oli kuin tupakkiaskin kanteen piirretty hahmotelma, joka oli  muistaakseni tulosta ylenmääräisestä rommista. Piirrokset näyttivät siltä kuin pienet madot olisivat seikkailleet labyrintissa."

Tutkijaryhmän kehittelemä biotietokone perustuu geometrisen mallinnuksen ja nanomittakaavan rakennetekniikan yhdistämiseen. Ensimmäisessä vaiheessa oli osoitettava, että tällainen biologinen supertietokone voi ylipäätään toimia.

Tutkijoiden kehittelemä piiri muistuttaa kiireisen kaupungin katu- ja tieverkostoa lentokoneesta katsottuna. Erikokoiset autot liikkuvat kulkuväylillä erikokoisten moottoreiden vauhdittamina.

Biotietokoneessa "kaupunkina" on 1,5 senttimetriä kanttiinsa oleva siru, johon on syövytetty "kadut ja tiet". Autojen – ja tavallisten tietokoneiden mikropiirien elektronien – sijasta piirissä kulkee lyhyitä proteiiniketjuja, joiden "polttoaineena" ovat adenosiinitrifosfaatti- eli ATP-molekyylit. 

Tällainen tietokone ei kuumenisi juuri lainkaan, joten se kuluttaisi paljon vähemmän energiaa ja olisi ympäristön kannalta paljon kestävämpi ratkaisu kuin perinteinen, jäähdytystä vaativa supertietokone. Nyt kehitellystä mallista on kuitenkin vielä matkaa toimivaan biotietokoneeseen.

"On vaikea sanoa, kuinka pian saadaan aikaiseksi täysimittainen biologinen supertietokone. Yhtenä vaihtoehtona on käyttää laajojen ja mutkikkaiden ongelmien ratkaisuun kehittelemämme laitteen ja perinteisen tietokoneen yhdistelmää, eräänlaista hybridiä. Parhaillaan etsimme keinoja viedä tutkimusta entistä pidemmälle", sanoo Nicolau.

Tutkimuksesta kerrottiin McGill-yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedelehdessä.

Kuva: Till Korten