Mühendislik ve Teknoloji

Geleceğin Bilgisayarları DNA Bilgisayarı Olabilir!

Siz bu makaleyi okurken bile, bilgisayar çipi üreticileri, hız rekorlarını alt üst edecek bir sonraki mikroişlemciyi yapmak için çılgınca yarışıyorlar. Ancak er ya da geç bu rekabet bir gün bir duvara toslayacak. Silikon mikroişlemciler, sonunda hız ve minyatürleştirme sınırlarına ulaşacak. Yonga üreticilerinin daha hızlı bilgi işlem hızları üretmek için yeni bir malzemeye ihtiyacı var.

Bilim insanlarının yeni nesil mikroişlemcileri oluşturmak için ihtiyaç duydukları yeni malzeme aslında bize oldukça tanıdık. Sonuçta, vücudumuz da dahil olmak üzere canlı organizmaların içinde milyonlarca doğal süper bilgisayar var. Genlerimizin yapıldığı malzeme olan DNA (deoksiribonükleik asit) molekülleri, dünyanın en güçlü insan yapımı bilgisayarlarından çok daha hızlı hesaplama yapma potansiyeline sahiptir.

DNA, bir gün bir bilgisayar çipine entegre edilebilir. Aslında bakarsanız DNA molekülleri, karmaşık matematiksel problemleri çözmek için zaten kullanıldı. Bu bilgisayarların kullanımının yaygınlaşması depolama ve hesaplama işlemlerinde bir devrim olacaktır.

DNA Bilgisayarı Nedir?

DNA bilgisayarı, şu anda kullanılan silikon temelli bilgisayarlar yerine moleküler biyoloji kullanarak yapılan bir hesaplama biçimi için geliştirilen yeni nesil bilgisayarlara verilen addır. Bu bilgisayarları henüz elektronik mağazanızda bulmanız mümkün değil. Sonuçta bu teknoloji son derece yeni ve hala geliştirme aşamasında.

1994 yılında Leonard Adleman, karmaşık matematiksel problemleri çözmek için DNA kullanma fikrini ortaya attı. Güney Kaliforniya Üniversitesi’nde bilgisayar bilimcisi olan Adleman, 1953’te James Watson tarafından yazılan “Genin Moleküler Biyolojisi” kitabını okuduktan sonra DNA’nın hesaplama potansiyeline sahip olduğu sonucuna vardı. Aslında DNA, genleriniz hakkında kalıcı bilgileri depoluyor. Bu nedenle de bir bilgisayarın sabit diskine benziyor.

Konu ilgi çektikçe, araştırmacılar DNA’dan yapılmış mantık kapıları geliştirdiler. Mantık kapıları, bilgisayardaki ikili kodu, bilgisayarın işlemleri gerçekleştirmek için kullandığı bir dizi sinyale dönüştürür. Bu mantık kapıları yeni nesil bir bilgisayar yaratmanın ilk adımı oldu. Mantıksal işlemleri gerçekleştirmek için elektrik sinyallerini kullanmak yerine, bu DNA mantık kapıları DNA koduna dayanır. Girdi olarak genetik materyal parçalarını algılarlar. Sonrasında da bu parçaları birleştirirler ve tek bir çıktı oluştururlar. Örneğin, “Ve kapısı” olarak adlandırılan bir genetik kapı, iki DNA girdisini kimyasal olarak birbirine bağlar.

Silikon mikroişlemciler, 40 yılı aşkın süredir bilgi işlem dünyasının kalbi oldu. Üreticiler mikroişlemcilerine giderek daha fazla elektronik cihaz yerleştirdiler. Ancak Moore Yasası bize bunun bir sınırı olduğunu hatırlatır. DNA bilgisayarları, Moore Yasası’nın bıraktığı yerden devam ederek, hesaplamayı yeni seviyelere taşıma potansiyeline sahiptir. Silikon yerine DNA kullanmanın birkaç avantajı vardır.

Bugüne dek bir mikroçip üzerine sığdırılabilecek tran­sistör sayısı, maliyetleri artmaksızın her yıl iki katına çıktı. Moore bunun izleyen on yıl boyunca da böyle gideceğini öngörmüştü. 1975’te, aradan on yıl geçtikten sonra Moore ‘un haklı olduğu görüldü. Ancak günümüxfr bunun bir sınıra geldiği düşünülüyor.

DNA Bilgisayarları Ne Gibi Avantajlar Sağlayacak?

DNA’nın en önemli avantajı, bilgisayarları kendilerinden önceki tüm bilgisayarlardan daha küçük hale getirirken aynı zamanda daha fazla veri tutmasıdır. Ayrıca DNA her yerdedir yani ucuz bir kaynaktır. En önemli özelliklerinden birisi de kendisini kopyalayabilmesidir. Normal bir bilgisayar bir milyar işlemi birbiri ardına yapar. Ancak DNA bilgisayarı kendisinin bir milyar kopyasını oluşturup, hesapları bir seferde yapar..

Geleneksel bilgisayarlar, görevleri birer birer üstlenerek doğrusal olarak çalışır. Oysa ki DNA bilgisayarları aynı anda birden çok hesaplama yapma avantajı sunar.  DNA’nın karmaşık matematiksel problemleri saatler içinde çözmesine izin veren budur. 10 trilyondan fazla DNA molekülü tek bir santimetre küp içine sıkıştırılabilmektedir. Bu santimetre küp malzeme teorik olarak bir kerede 10 trilyon hesaplama yapar. Ayrıca 10 terabayta kadar veri tutar.

Araştırmacılara göre bu özelliği sayesinde DNA bilgisayarları, henüz halen üzerine çalışmaların yapıldığı ancak geleceğin teknolojisi olarak görünen kuantum bilgisayarlarının bile ötesinde bir performans vadediyor. Ancak hemen sevinmeyelim. DNA Bilgisayarlarını, oyun oynamak veya internette dolaşmak için henüz kullanmayacağız. Bu bilgisayarların ilk olarak askeri ve bilimsel alanlarda kullanılması bekleniyor.


Başka yazılarımıza da göz atmak isterseniz aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz.


Kaynaklar ve İleri Okuma:


Dip Not:

Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım

Matematiksel

Fatma Ayca Cetinkaya

Matematik alanındaki lisans derecemi Ankara Üniversitesi'nden, yüksek lisans ve doktora derecelerimi Mersin Üniversitesi'nden aldım. Mersin Üniversitesi Matematik bölümünde öğretim üyesi olarak görev yapmaktayım.
Başa dön tuşu