التغيير في العالم باستخدام أجهزة كمبيوتر بحجم الجيب تعتمد على الحمض النووي بحلول عام 2030

التقينا لأول مرة بشركة Catalog ، وهي واحدة من أولى الشركات في مجال التخزين المعتمد على الحمض النووي ، في أكتوبر 2020 ، وأجرينا مقابلة مع ديفيد توريك ، الرئيس التنفيذي لشركة IBM ، أحد العظماء. بعد حوالي عام ، كشفت الشركة عن منصة B-Series التي تبلغ تكلفتها 35 مليون دولار. تم تقديم المنصة ، بقيادة حموة وبالتعاون مع العديد من الشركات الأخرى ، كأول منصة حوسبة لإدارة البيانات وإجراء العمليات الحسابية باستخدام الحمض النووي الاصطناعي. لذا حان الوقت لإجراء مقابلة أخرى مع الرئيس التنفيذي.

ماذا عن شانون؟ ماذا حدث منذ آخر مرة أجريت فيها مقابلة مع ديف توريك؟

على مدار العام الماضي ، كان CATALOG نشطًا في العديد من المجالات المختلفة في مجال تكنولوجيا المعلومات. بالإضافة إلى ذلك ، في مجالات أخرى مثل الطاقة والإعلام والترفيه ، عملت بشكل وثيق مع العديد من الشركات الأخرى لاكتساب الشعبية وتحقيق أهدافها الإعلانية. بعد ذلك ، نجحت الشركة في اكتشاف التطبيق الواسع لمنصتها في القطاع الصناعي بالإضافة إلى الطلب العالمي على الحوسبة القائمة على الحمض النووي. تشمل الخطط الأولية للشركة ، والتي يمكننا التحدث عنها الآن ، معالجة الإشارات الرقمية ، مثل المعالجة الزلزالية في قطاع الطاقة ، ومقارنة قواعد البيانات ، مثل منع الشائعات وإدارة الهوية في الصناعة المالية.

شانون الآن تشبه ENIAC تقريبًا في جيلها: بطيئة ومكلفة وضخمة ومحدودة

أثبت مشروع شانون أنه يمكن الوصول إليه من قبل معدات التخزين وكذلك الحوسبة القائمة على الحمض النووي. هذا هو السبب في أن بناء مشروع شانون مهم جدًا لذلك فقط. مع اقترابنا من المستقبل ، سترى أن أبعاد الأجهزة أصبحت أصغر وأكثر قابلية للحمل. كما تزداد سرعتها وكفاءتها. لذا فمن المتوقع أنه بحلول عام 2030 ، ستتوفر إصدارات بحجم الجيب من أجهزة الكمبيوتر القائمة على الحمض النووي لمشروع شانون والتي ستنقذ العالم.

عادةً ما ترتبط الحوسبة القائمة على الحمض النووي بفرز البيانات ، يريد الكتالوج تحويل الحمض النووي إلى خوارزميات ، ولكن الآن؟

نعني بالحمض النووي نقل بعض البيانات وتشفيرها بطريقة جديدة. على سبيل المثال ، لدينا مدخلين رقميين كبيرين للغاية ، وضربهما لإنتاج عدد صحيح جديد لم يكن موجودًا في الملف السابق ، يوضح هذا الإخراج مزيجًا من بيانات مختلفة. نعتقد أنه بمساعدة التجميعات الكيميائية التي يتحكم فيها الحمض النووي ، يمكننا إنشاء بيانات مشفرة.

على سبيل المثال ، بهذه الطريقة سنتمكن من حل المشكلات الصعبة بأفضل طريقة ممكنة (أي أننا سنحصل على أفضل وأصغر وأسرع البيانات في المشكلات المالية والمنطقية والإنتاجية). يمكننا أيضًا استخدام هذه الطريقة في معالجة الإشارات المستخدمة في صناعة النفط والغاز. الشيء الجيد في استخدام الحمض النووي الاصطناعي للحساب هو أنه يعمل بمستوى عالٍ جدًا من الكفاءة المتوازية ، مما يعني أنه يمكن استخدام مليارات ومليارات من عوامل الذكاء الاصطناعي لحل المشكلات. بحلول عام 2030 ، من المتوقع أن يتم إدخال أجهزة كمبيوتر الجيب القائمة على الحمض النووي والتي يمكن أن تنقذ العالم.

مجال آخر من اهتماماتنا هو البحث. يمكننا استخدام الأساليب الكيميائية للعثور على البيانات في أسرع وقت ممكن وتحويلها إلى بيانات مشفرة في شكل DNA مستقل. هذا يعني أنه من خلال زيادة كمية البيانات التي نبحث عنها ، يمكننا استخدام تقنيات البحث الكيميائي المباشرة أساسًا من كمية البيانات بحيث يظل وقت حل المشكلات ثابتًا إلى حد ما.

هذا شيء لا يوجد في التطبيقات والمعدات الإلكترونية اليوم ، والسبب هو أن الحمض النووي عبارة عن مجموعة من الجزيئات المستقلة التي تعمل بطريقة عائمة دون الحاجة إلى تنظيم مادي مثل المكونات الإلكترونية. في الحمض النووي الاصطناعي ، تطفو جميع الجزيئات في سائل ويمكن البحث عنها مباشرة. هذا يوفر الوقت ويقلل من التكاليف.

ماذا يعني أن نقول أنه سيتم تقديم أجهزة كمبيوتر الجيب القائمة على الحمض النووي بحلول عام 2030؟

يقال إن CATALOG سيزيد من قيمة استخدام الحمض النووي الاصطناعي في الحوسبة واسعة النطاق بين مختلف الشركات بحلول العام المقبل. من المحتمل أن يتم تحديد قيمة تحليل البيانات المخزنة مسبقًا على معدات التخزين البارد. نتوقع أنه بحلول عام 2024 سنكون قادرين على تمكين استخدام هذه التكنولوجيا للمستخدمين من خلال خدمات الويب وننظر أيضًا في إمكانية بناء أجهزة مصغرة مع القدرة على المعالجة بناءً على افتراضات العملاء في المستقبل.

الأمثلة الحالية لمعدات التخزين القائمة على الحمض النووي هي على شكل أنابيب برتقالية ، فما هي أبعادها وشكلها في المستقبل؟

تتكون أجهزة التخزين القائمة على الحمض النووي من جزيئات عائمة في سائل واحد ، والتي في العينة التي صنعتها CATALOG باللون البرتقالي بسبب الأحبار المستخدمة لتشفير البيانات. يمكن أن يكون التخزين السائل مفيدًا جدًا ، حيث يتيح لك العثور على الملفات في الملفات مباشرةً ، ويمكننا إنشاء محركات بحث تعثر على البيانات مباشرةً بعد إدخال الملف.

في العام الماضي ، تم طرح سؤال على CATALOG ، ما تكلفة هذه الطريقة؟ هل لدينا إجابة على هذا السؤال يمكننا الإعلان عنها؟ ما مقدار سعة التخزين التي تمت مناقشتها في هذه التقنية؟ هل حجمنا بيتابايت أم تيرابايت؟

من المرجح أن يتم تقديم الحالة الأولى لمعدات التخزين القائمة على الحمض النووي المصنّعة تجاريًا ثم المعالجات القائمة على الحمض النووي كخدمة. سيتم الإعلان عن السعر والتكلفة اللازمتين لهذه التقنية قبل وقت قصير من إصدارها النهائي. الهدف هو أن تكلف التكنولوجيا نفس التكلفة المعتادة. ولكن يمكن تحديد قيمتها من خلال التحسين الكبير للكثافة والعمر اللانهائي وتجنب التآكل والتلف للتكنولوجيا. سيكون الحمض النووي المكتوب اليوم قابلاً للقراءة في أي وقت آخر اليوم ولن يتغير أبدًا. لذلك ، لن يكون هناك قلق خاص بشأن تغييرات نظام التشغيل وترقيات الأنظمة.

ما هي أكبر العقبات التي تعترض التطور السريع للتخزين القائم على الحمض النووي ومعدات الحوسبة في الوقت الحالي ، وما الذي تم فعله لمعالجتها؟

أصبحت العوائق الآن ذات طبيعة هندسية وتركز على المشكلات التي يقدرها العملاء باستمرار على أي تقنية حوسبة. على سبيل المثال ، مشكلات مثل الموثوقية والأداء والسعر والتوافر والاستقرار. لدينا فريق متخصص من المهندسين والكيميائيين وعلماء الكمبيوتر الذين يراجعون ويقيمون بانتظام كل من هذه المشكلات. تشمل أنشطة الفريق تقليص حجم الأجهزة الحالية ، وتوسيع الأتمتة ، وتصميم وتنفيذ البنية التحتية للبرامج والأدوات للعملاء.

ما هي الحلول التي يتم استكشافها حاليًا لحل مشكلة التمكين؟

تتضمن ميزات القوة الحالية لمشروع Shannon لمساعدة CATALOG على فهم التأثيرات المحدودة لخيارات التصميم على الأجهزة بشكل أفضل مفاهيم الكيمياء المقارنة ونماذج التشفير والحساب. يمكننا ضبط طاقة الخرج عن طريق تغيير بعض معلمات الأداء في النظام الحالي ، والتي سيكون لها تأثير مضاعف على زيادة الطاقة. لكننا بدأنا أيضًا في تقديم مشاريع مختارة أخرى يمكن أن تذهب إلى أبعد من ذلك بكثير. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون لإضافة رؤوس الطباعة الإضافية النافثة للحبر تأثير كبير على طاقة الماكينة. هذا مجرد مثال واحد على بعض المشاريع التي تتم مناقشتها لتطوير التكنولوجيا.

هل تعتقد أن المستقبل يعتمد على الأنظمة القائمة على الحمض النووي ، وهل يمكن لهذه التكنولوجيا أن تنقذ العالم بحلول عام 2030؟ تأكد من مشاركة آرائك معنا.