【ディーエヌエーコンピューティング】
DNAコンピューティング とは？
💡 生命の設計図「DNA」が、計算機にもなる
📌 このページのポイント
- A・T・G・Cの4塩基でデータを表現し、DNA鎖の結合・切断で演算を行う
- 1グラムのDNAに約215ペタバイト相当のデータを格納できる超高密度ストレージが可能
- 膨大な分子が同時に反応する超並列処理が得意。組み合わせ最適化問題に強い
- 常温・常圧で動作し消費エネルギーが極小。ただし演算速度はシリコンより遅い
ひよこ DNAでコンピュータができるの？生き物の設計図で計算するってどういうこと？
ペンギン先生 DNAはA（アデニン）・T（チミン）・G（グアニン）・C（シトシン）の4種類の塩基でできているよ。この塩基の並びをデータとして表現し、DNAどうしが結合・分離する化学反応を演算として使うんだ。
ひよこ 普通のコンピュータと比べて何がすごいの？
ペンギン先生 二つの強みがあるよ。一つは超並列性。試験管の中で無数のDNA分子が同時に反応するから、莫大な組み合わせを一度に試せるんだ。もう一つは超高密度ストレージで、1グラムのDNAに約215ペタバイトものデータを詰め込めるよ。
ひよこ 215ペタバイトってどのくらい？
ペンギン先生 1ペタバイトは1000テラバイトだよ。Blu-rayディスク換算で約4600万枚分のデータが砂粒よりも小さな空間に収まる計算なんだ。長期的なアーカイブストレージとして研究が進んでいるよ。
ひよこ じゃあなんでシリコンのコンピュータに取って代わらないの？
ペンギン先生 DNAの化学反応は遅いんだ。電子回路がナノ秒単位で動くのに対し、DNA反応は分〜時間かかることもあるよ。またエラー率が高く、結果を読み出す操作も手間がかかるため、汎用計算には向いていないんだ。
ひよこ どんなことに使われているの？
ペンギン先生 ひよこ 量子コンピュータやニューロモーフィックコンピューティングとはどう違うの？
まとめ：ざっくりこれだけ覚えればOK！
「DNAコンピューティング」って出てきたら「DNAで計算する超並列・超高密度ストレージ技術」と思えればだいたいOK！
📖 おまけ：英語の意味
「DNA Computing」 ＝ DNA演算
💬 1994年にレナード・アドルマン博士が試験管内のDNA反応でハミルトン経路問題（組み合わせ最適化）を解いた論文を発表し、DNAコンピューティングの概念が生まれたよ。DNA（デオキシリボ核酸）は生物の遺伝情報を担う分子だよ。