إنشاء جهاز كمبيوتر يعمل على قطرات سائلة

عادة ما تكون أجهزة الكمبيوتر والمياه غير متوافقة مع بعضها البعض ، ولكن ليس في مختبر مانو براكاش ، الأستاذ المشارك في الهندسة الحيوية في جامعة ستانفورد. جنبا إلى جنب مع طلابه ، قام بتصميم كمبيوتر متزامن يعمل باستخدام الفيزياء الفريدة للقطرات المتحركة.

استغرق تطوير الكمبيوتر ما يقرب من عشر سنوات. جاءت الفكرة إلى براكاش عندما كان لا يزال طالبًا. ونتيجة لذلك ، نجح في إحيائها ، باستخدام المعرفة بالديناميكا المائية وتكنولوجيا الكمبيوتر.

يستخدم هذا الكمبيوتر قطرات من السوائل المغناطيسية المغناطيسية - في الواقع ، هذه مغناطيسات سائلة صغيرة. تصنع القطرات بإضافة جزيئات نانوية مغناطيسية إلى الماء. هم في مجال مغناطيسي دوار يعمل كمولد للساعة ، ومزامنة جميع القطرات.



بحكم طبيعته العالمية ، يمكن لحاسوب على قطرات سائلة ، نظريًا ، تنفيذ جميع العمليات المنطقية نفسها التي يقوم بها الكمبيوتر الإلكتروني العادي ، وإن كان ذلك بسرعة أقل بشكل ملحوظ. ومع ذلك ، يعبر المطورون عن خطط طموحة إلى حد ما لنسلهم.

"لدينا بالفعل أجهزة كمبيوتر رقمية لمعالجة المعلومات. يقول مانو براكاش: "هدفنا ليس التنافس مع الأجهزة الإلكترونية أو تشغيل محرر نصوص في هذا الصدد". "هدفنا هو إنشاء فئة جديدة تمامًا من أجهزة الكمبيوتر يمكنها التحكم في المواد الجسدية والتعامل معها بدقة." تخيّل إذا أجريت سلسلة من الحسابات ، حيث لا تتم معالجة المعلومات فحسب ، بل تتم أيضًا معالجة الخوارزميات باستخدام مادة مادية. لقد جعلنا ذلك ممكنا في شكل مقياس متوسط ​​".



يمكن أن تكون القدرة على التحكم الدقيق في القطرات من خلال الحوسبة السائلة مفيدة في مجالات مختلفة ، من علم الأحياء إلى الكيمياء. على سبيل المثال ، يمكن أن يلعب جهاز الكمبيوتر هذا دور المختبر الصغير. بدلاً من اختبار الكواشف في أنابيب الاختبار الضخمة ، يمكن لكل قطرة أن تحمل مادة كيميائية معينة وستكون أنبوب اختبار لنفسها ، وتوفر إدارة القطيرات مستوى غير مسبوق من التحكم في مثل هذا "المختبر".

نُشر العمل العلمي "منطق ومراقبة القطيرات المتزامنة العالمية" في مجلة Nature Physics، DOI: 10.1038 / nphys3341 ( مرآة ).

Source: https://habr.com/ru/post/ar380469/