AI 摘要
- 愛爾蘭梅努斯大學團隊研發出全球首創的支架式 DNA 電腦（SDC）。
- 該系統依靠 DNA 分子自組裝與化學反應運算，成功完成加減乘除及 100-bit 複雜運算。
- 研究成果已刊登於《自然》期刊，團隊認為其具備綠色運算與生物醫療應用潛力。
愛爾蘭梅努斯大學（Maynooth University）研究團隊宣布研發出全球首創的支架式 DNA 電腦（Scaffolded DNA Computer，簡稱 SDC）。這套分子運算系統不依賴電力驅動，而是依靠 DNA 分子的自組裝與化學反應執行數學運算，並已成功完成多達 100-bit 的高難度計算任務。相關研究成果已刊登於國際科學期刊《自然》（Nature）。
分子電腦的運算原理
傳統矽晶片電腦透過微型電晶體切換高低電壓，將資訊轉換為二進位的「0」與「1」進行處理。分子電腦則採用不同的邏輯，透過基因鹼基對（A、T、C、G）之間的結合與解離來處理數據。
設計方式：DNA 摺紙技術
在設計上，研究團隊採用「DNA 摺紙技術」（DNA Origami）。研究人員先以專用軟體規劃一條長鏈主要 DNA，並準備數百條客製化合成的短鏈「釘合」（Staple）DNA 鏈。接著，將這些序列放入含有水滴與鹽分的試管，經加熱再冷卻的熱循環程序後，分子鏈會依物理法則自組裝成規律的微觀運算網格，並以主要長鏈作為結構骨架。
運作方式
該系統直接把演算法編寫進 DNA 序列中。試管受熱時，熱能觸發化學重組反應，使 DNA 鏈移動並重新排列。分子自發朝向最穩定的結構狀態遷移，預先設計的演算法便在分子運動中同步解析，最終形成的分子結構即為數學題目的運算解答。
測試結果
研究團隊運行了 10 種不同的分子程式，系統完成加法、減法、乘法及除法四則運算，並順利完成 100-bit 的高複雜度運算。研究指出，由於運算機制受限於自然物理與化學定律，分子反應具備極高準確度，幾乎不需要傳統運算所依賴的軟體除錯與校正機制。
與傳統電腦的比較
| 比較項目 | 傳統矽晶片電腦 | 支架式 DNA 電腦（SDC） |
|---|---|---|
| 運算基礎 | 微型電晶體切換高低電壓 | DNA 鹼基對的結合與解離 |
| 資訊表示 | 二進位「0」與「1」 | DNA 分子的自組裝結構 |
| 能源驅動 | 依賴電力 | 核心運算由化學反應推動，來源指出核心運算環節為零耗電 |
| 除錯依賴 | 依賴軟體除錯與校正 | 來源指出幾乎完全免除相關依賴 |
應用展望
研究團隊表示，此架構為高密度長期資料儲存與超低功耗的綠色運算開闢了新路徑。未來，分子運算系統也有潛力植入生物細胞內，在活體疾病檢測與生物醫療診斷等領域展現重要價值。不過，目前相關應用仍屬研究方向，實際落地時程來源並未提供說明。
Reference Link : hkepc.com
