Stanford telah menciptakan komputer tetesan air

Setelah lebih dari satu dekade penelitian, para ilmuwan di Universitas Stanford telah menciptakan komputer yang berfungsi berdasarkan pergerakan fisik tetesan air. Ini adalah terobosan dalam komputasi fisik yang mendapatkan definisi paling dasar dari komputer: perangkat apa pun yang dapat diprogram yang dapat melakukan operasi logis (matematika). Dengan menggabungkan teori mutakhir dalam dinamika fluida dengan teori yang sangat tidak mutakhir dalam komputasi, tim tersebut dapat membuat komputer sinkron yang seluruhnya didasarkan pada fisika air.



Seperti yang Anda bayangkan, sebuah komputer berdasarkan pergerakan fisik air jauh, jauh lebih lambat daripada komputer konvensional berdasarkan pergerakan elektron - tapi itu bukan masalah. Tidak ada yang mengharapkan CPU cair super cepat yang baru, tetapi dengan menerapkan prinsip komputasi untuk manipulasi materi, pemimpin peneliti Manu Prakash dan mahasiswa pascasarjana berharap mereka dapat merevolusi komputasi bidang sains lainnya.



Prakash sebenarnya adalah seorang bioteknologi - tujuan utamanya dengan proyek ini adalah menciptakan platform untuk pengujian kimiawi yang kuat dan super cepat. Teknik mereka berpotensi mengarahkan jutaan tetesan di sekitar chip, secara bersamaan, dan masing-masing dapat diisi dengan bahan kimia yang berbeda untuk pengujian. Sebuah chip yang dirancang dengan baik dapat membuat eksperimen kimia kompleks berbulan-bulan menjadi beberapa menit - setelah chip dirancang dan dibangun, eksperimen dirancang, dan sampel dibuat dan dimuat ke dalam chip itu sendiri.

Peneliti Manu Prakash (kiri) dan mahasiswa pascasarjana yang berkolaborasi dengan Jim Cybulski dan Georgios Katsikis.

Peneliti Manu Prakash (kiri) dan mahasiswa pascasarjana yang berkolaborasi dengan Jim Cybulski dan Georgios Katsikis.



Sistem ini bekerja berdasarkan flipping terus menerus dari medan magnet yang diterapkan. Chip tersebut, yang saat ini berukuran sekitar setengah dari ukuran prangko, disematkan dengan batang besi kecil yang mudah termagnetisasi; mengatur batang-batang ini di labirin 'seperti Pac-Man' menyediakan saluran rahasia untuk diikuti tetesan. Setiap tetesan diinfuskan dengan nanopartikel magnet yang membuat air responsif terhadap medan magnet yang diterapkan, sehingga dengan membalik polaritas batang ini, tim dapat memutuskan jalur mana yang akan diambil setiap tetesan melalui labirin batang.

Sistem ini hanya berfungsi sebagai komputer tujuan umum karena bersifat 'sinkron', yang berarti bahwa ia membuat berbagai operasi berjalan dengan irama yang sama - para peneliti mengatakan bahwa mereka berpotensi dapat mengontrol jutaan tetesan sekaligus, dengan versi skala yang sama teknologi. Dalam komputer konvensional, masing-masing denyut ini disebut siklus jam - dalam komputer tetesan air, denyut ini dikendalikan oleh medan magnet membalik. Dalam kedua kasus, mekanisme pengaturan waktu terpusat memastikan bahwa bahkan ribuan jalur dan interaksi yang berbeda semuanya berjalan sesuai jadwal yang sama, dan dengan demikian dapat bekerja sama menuju tujuan komputasi.

UNIVAC I

Memori berbasis cairan UNIVAC I.

Beberapa komputer paling awal, seperti UNIVAC I, memiliki memori komputer berdasarkan merkuri cair - pada dasarnya, gagasan untuk merepresentasikan data komputer dengan materi fisik bukanlah hal baru. Yang baru adalah gagasan bahwa struktur fisik chip dapat digunakan untuk mengarahkan pergerakan materi dengan cara yang kuat dan telah diprogram sebelumnya. Dalam skenario kasus terbaik, perubahan paradigma semacam ini dalam pendekatan kimia eksperimental dapat menyebabkan jenis peningkatan efisiensi eksponensial yang diizinkan komputer elektronik dalam matematika biasa.



Satu dorongan besar dalam pencarian pengobatan generasi mendatang yang sesungguhnya adalah apa yang disebut teknologi 'organ di atas chip', yang memungkinkan para ilmuwan menguji efek obat dan zat lain pada organ tertentu dengan menjalankan zat tersebut melalui penyangga kecil dengan keluaran tinggi -in untuk seluruh organ yang diinginkan. Dengan kemampuan untuk dengan cepat dan sistematis menguji interaksi ribuan zat yang berbeda, gagasan itu suatu hari nanti mungkin secara masuk akal mencapai titik 'individu dalam sebuah chip'.

Di masa mendatang, komputasi tetesan air adalah realisasi menarik dari sesuatu yang selalu dikenal secara teoritis: komputasi adalah proses fisik fundamental (sampai komputasi kuantum dewasa, saya kira), dan dengan demikian dapat diekspresikan dalam media masalah fisik. Jauh lebih tidak efisien dengan cara itu - tetapi efisiensi bukanlah satu-satunya tujuan yang perlu dikejar.

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com