الکترونیک هسته‌ای و بیوکامپیوتر

الکترونیک هسته‌ای و بیوکامپیوتر

ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری




 
تراشه‌های نیمه‌رسانای میکروالکترونیک که در سطوحی هرچه کوچک‌تر، با برقراری ارتباط مرکزی و سلول‌های حافظه در رایانه‌های امروزی، شمار عملیات آن را افزایش می‌دهند در برابر تراشه‌هایی که در آن، به جای عناصر نیمه‌رسانا، عناصر آلی یا بیومولکول‌ها تعبیه شود، وسیله‌ای ناچیز به شمار خواهند رفت. در استوانه‌ای شیشه‌ای به بلندی یک میلیمتر و چندین لوله‌ی متصل به آن، چند عنصر گرما دهنده و لوله‌های سنجش، آب‌گوشتی تیره رنگ در مخمری می‌جوشد و باکتری‌هایی در آن کشت داده می‌شود، زیرا درصدد تهیه‌ی کامپیوتری جدید هستند. اینک آن ‌زمان سپری شده است که با زحمتی فراوان در محفظه‌هایی خالی از ذره‌ای غبار، صفحه‌های بلور سیلیسیوم تراش داده شود، ورقه ورقه گردد، زیر تابش نور قرار گیرد، مجهز شود، شستشو داده شود، و سپس سیم‌هایی از آن بگذرانند. کامپیوترهای نوین، دیگر با نیمه رسانا کار نخواهند کرد، بلکه به جای آن، پروتئین است که در آن‌ها به کار گرفته می‌شود. این چیزی است که آن‌را بیوکامپیوتر می‌نامند.
به یاری باکتری‌هایی که از طریق ژن‌ها به‌دست می‌آیند، مولکول‌های زنده‌ای، طی فعل و انفعالاتی گام به گام، در سطوح زیرین مورد نظر سازمان می‌یابند. بیوکامپیوتری که آماده می‌شود به بزرگی یک توپ تنیس خواهد بود، ولی وسعت عملیات آن به مراتب از حسابگرهایی که طی یک قرن اخیر ساخته شده است و همه جا را پر کرده است، فراتر خواهد رفت. کوین اولمر از شرکت ژن امریکا در راکویل مریلند، این دورنما را یک رؤیا نمی‌پنداشت و به همراه چند تن دیگر از دانشمندان جهان، اندیشه‌های جالبی درباره‌ی این که چگونه می‌توان بر اساس مولکول، عناصرِ ارتباطی را ایجاد کرد، مطرح ساخت، و چنان‌چه روزی چنین امری صورت واقعیت پیدا کند آن‌گاه ما شاهد رخ‌دادِ بزرگ‌ترین انقلاب در تکنیک کامپیوتر خواهیم بود.
در تراشه‌های رایج که کار تلفیق در مقیاس وسیع (VLSI) را در برقراری میلیون‌ها ارتباط روی سطحی حدود یک سانتیمتر مربع انجام می‌دهند، کوشش می‌شود که سطح مزبور به یک میکرومترمربع کاهش یابد. تهیه‌ی چنین ساختار ظریفی با اِعمال روش‌های اپتیکی صورت می‌پذیرد. این به این معنی است که به وسیله‌ی پالایه (فیلتر یا صافی)های ویژه، قسمت‌هایی حساس به نور از نیمه رسانا تحت تابش نور قرار می‌گیرد، و در مورد ساختارهای حتی کوچک‌تر از طول موجِ نورِ مورد استفاده، طول موج کوتاه‌ترِ مایکروویو یا اشعه‌ی رونتگن به‌کار برده می‌شود.
الکترونیک هسته‌ای و بیوکامپیوتر - تصویر 2
امروز تکنولوژی سیلیسیوم می‌تواند مرز خود را تا زیر یک دهم میکرون برساند. ولی برای سطوحی کوچک‌تر از این، دیگر نمی‌توان خواص الکتریکی بهتری را چون تأخیر زمانی کوتاه‌تر یا پذیرش عمل محدودتری را از آن انتظار داشت. اما از سویی دیگر، دشواری‌های تهیه و نیز کار تلفیق گسترده‌تر تراشه‌ها، روبه افزایش است. پیش از این، در وسیله‌ی مزبور،گرمای اضافی و ازدست رفته، طوری متمرکز می‌شد که انتقال آن میسر نبود. از این گذشته، هرچه عناصر لازم را نیز کوچک‌تر می‌ساختند باز هم حضور اشعه‌ی آلفا موجب اختلال در آن می‌گردید. حتی اگر کوشش می‌شد که اندازه‌ی آن‌ها از یک دهم میکرو متر هم کوچک‌تر شود باز این امر نمی‌توانست مزیتی در بر داشته باشد. تنها جهشی که در میکروالکترونیک‌های بعدی پدید آمد محدود به این بود که فقط مجموعه‌ی متمرکز بزرگ‌تری را در آن ایجاد نمایند، زیرا هزینه‌ی گرانِ تولید VLSI، ناگزیر کارایی بیش‌تری را طلب می‌کرد. از این جهت، شرکت‌های فیلیپس و زیمنس، مرکز گسترشی را بنا کردند تا با کمک سکه‌های طلای هلندی به این هدف دست یابند.
اما اکنون به نظر می‌رسد به انتهای مرزهای امکانات فنی و اقتصادی میکروالکترونیک رسیده باشیم. ولی نباید فراموش کنیم که در دهه‌های پیش، چه پیش‌رفت‌های شگرفی در این زمینه حاصل گردیده به گونه‌ای که اگر مشابه چنین پیش‌رفتی در سایر زمینه‌ها مثلاً در زمینه‌ی تولید اتوموبیل به دست می‌آمد یک فولکس واگن می‌توانست همان کارایی یک رولزرویس را داشته باشد در حالی‌که قیمت آن بسیار پایین بود. نظیر همین پیش‌رفت، و شاید هم گسترده‌تر، در زمینه‌ی الکترونیک هسته‌ای (یا مولکولی) حاصل شده و برخی کارشناسان امید به تحقق آن دارند. مولکول‌های کامپیوتری‌ای که صحبت از به‌کارگماری آن‌ها در برقرار ساختن ارتباط الکتریکی می‌شود بسیار کوچک‌تر از کوچک‌ترین میکروالکترونیک یک میکرونی بوده و اندازه‌ی هریک، تنها یک نانومیلیمتر (یک هزارم میکرون) است. در هر یک از دو بعد آن‌ها، مثل ابعادی که در تراشه‌ها درنظر گرفته می‌شود، نزدیک به یک میلیون عنصر وجود دارد و چنان‌چه بخواهیم سه بعد آن را درنظر بگیریم – چیزی که در تراشه‌های نیمه رسانای فعلی، تنها در ضخامت یک میلیمتر مقدور است – به ضریبی از یک میلیون می‌رسیم.
از دیدگاه نظری، یک تراشه‌ی مولکولی قادر است کارایی یک میلیون، یک میلیارد یا حتی یک بیلیون تراشه‌ی میکروالکترونیک پیش‌رفته را داشته باشد. این ارقام تنها و تنها از لحاظ نظری می‌تواند درست باشد و چنان‌چه بخواهیم با توجه به واقعیت به آن بنگریم مسائل زیر پیش می‌آید:
عناصر برقراری ارتباط مولکولی، اصولاً چگونه باید عمل کنند؟
چگونه می‌توان آن‌ها را به‌دست آورد، با یک‌دیگر مربوط ساخت و معماری عظیم مجتمع آن‌ها را به‌‌‌وجود آورد؟
چگونه می‌توان ارتباط بین چنین عناصر ریز و کوچک را با جهان بزرگ فراهم ساخت؛ زیرا کامپیوتر به هر حال در خدمت بشر درآمده و باید مورد استفاده‌ی بیش‌تر قرار گیرد.
مسأله‌ی نخست، موضوع پژوهش‌هایی است که امروزه در امریکا در دست انجام است. مکانیسم‌های مختلفی در کاربرد آن به بحث گذاشته شده است و مولکول‌های خاصی پیشنهاد شده است. اما آزمایش‌های انجام یافته تاکنون عملاً به نتیجه‌ی مثبتی نیانجامیده است. برای دو مسأله‌ی دیگر هنوز پاسخی وجود ندارد. نخستین مطالعاتی که در زمینه‌ی الکترونیک مولکولی به عمل آمد در سال 1974 میلادی بود که در آن هنگام، اری اویرام و مارک راتنر از آزمایشگاه پژوهش آی. بی. ام. در یورک تاون هایتس امریکا، موضوع مولکول‌های مصنوعی را پیش کشیدند که چگونه وقتی در میدان الکتریکی قرار گیرند می‌توانند خصوصیات دیود را پیدا کنند. آنان چنین می‌اندیشیدند که باید مولکول‌هایی از قسمت‌های مختلف با صفات متفاوت با یک‌دیگر ترکیب شوند به نحوی که بخشی از آن که نسبتاً آسان الکترونی را از دست می‌دهد به عنوان دهنده، و بخش دیگر که الکترون را جذب می‌کند به عنوان گیرنده، به وسیله‌ی قسمتی نارسانا از مولکولی که مانع انتقال مستقیم الکترون از دهنده به گیرنده است، با هم مربوط شوند. برپایه‌ی مکانیسم کوانتوم‌ها، الکترون می‌تواند از میان یک پل خنثی، گذرگاهی به بیرون بازکند و کم‌ترین انرژی خود را از دست ندهد. انجام این عمل، بدون وجود یک میدان الکتریکی میسر نیست و ایجاد گذرگاه، بسته به قدرت میدان، یا نیروی گرانش خواهد بود. با تغییر جهت گرانش، گذرگاه در جهت مخالف ایجاد می‌شود. خطوط مشخصه‌ی ارتباطی در این مولکول‌ها، رابطه‌ی میان گرانش و نیروی الکتریکی، درواقع شباهت کاملی به یک دیود نیمه رسانا دارد. رابرت متس‌گر و چارلز پانتا از دانشگاه میسی‌سی‌پی، درصدد آن بودند که این فکر چندین ساله را به کرسی عمل بنشانند و با مولکول‌های مشابه به همان نتیجه دست یافته‌اند. این شاخص‌ها را چگونه باید به‌دست آورد؟ و چگونه باید با هر یک از مولکول‌ها دایره‌ی ارتباط را برقرار ساخت؟ گرچه روی این مسأله کار شده است اما تاکنون برای اثبات علمی هیچ کدام تاکنون توفیقی حاصل نشده است. با وجود این، اندازه‌هایی را که آن‌ها برای یک دیود مولکولی ارائه کرده‌اند بسیار جالب به نظر می‌رسد: طولِ دو دهم نانومتر، عرض یک دهم نانومتر، و ارتفاع پنج صدم نانومتر. بنابراین ادعا، دیود مزبور ده به توان منفی چهارده برابر حجم یک دیود نیمه رسانای امروزه (به ابعاد پنج میکرون در پنج میکرون در سه میکرون) را خواهد داشت.
از مدت‌ها پیش پی برده بودند که مولکول‌های آلی، می‌توانند رسانای الکتریسیته باشند. به‌عنوان مثال، پلی استیلن که خود یک نیمه رساناست تشکیل شده است از زنجیره‌ای متشکل از شمار زیادی اتم کربن که به تناوب، به صورت ساده و مضاعف، به یک‌دیگر مربوط شده‌اند: …-C=C-C=C-C=C-… و به‌علاوه، به هر اتم کربن یک اتم هیدروژن نیز متصل است. الکترون دومِ موجود در ارتباط مضاعف، نسبتاً ساده حرکت می‌کند (اتصال پی) و می‌تواند در انتقال الکتریسیته مورد استفاده قرار گیرد. با پیوستن به سایر اتم‌ها یا گروه اتم‌ها، مثلاً وقتی به‌جای قسمتی از اتم‌های هیدروژن بنشیند، قابلیت رسانش پلی استیلن به اندازه‌ی یک فلز رسانا افزایش می‌یابد. بنابراین، می‌توان تصور کرد که چنین زنجیره‌های مولکولی، به‌عنوان عامل هدایت میان عناصر برقراری ارتباط، به کار گرفته شود، ولی ارسال علامت، لزوماً نباید که به صورت الکتریکی انجام شود. هم‌چنین موضوع موسوم به سولیتون‌ها در انتقال اطلاعات، مبهم باقی می‌ماند. پیشاهنگ طرح این فکر، فورست کارتر از آزمایشگاه ناوال در واشنگتن بود که یکی از سخت‌کوش‌ترین افراد در بخش الکترونیک هسته‌ای محسوب می‌شد و در ماه مارچ سال 1983 میلادی، چندمین کارگاه سیستم‌های الکترونیک هسته‌ای را در واشنگتن سازمان داد که به‌طور یقین با اهمیت‌ترین دانشمندان از چهار گوشه‌ی جهان در آن شرکت کردند تا به این مسائل بپردازند. سولیتون‌ها، ساختارهایی موجی هستند که در بسیاری از فرایندهای غیرخطی ظاهر می‌شوند. برخلاف امواج خطی نور در خلأ، به صورت امواج تپه‌ای شکل و به‌طور جدا از هم ظاهر می‌شوند. سولیتون با شکل و سرعت ثابت حرکت کرده و می‌تواند بدون هیچ اشکالی با سولیتون دیگر درآمیزد.
به نمونه‌هایی از سولیتون‌ها، مثلاً امواج درون یک کانال، یا ضربه‌های نوری در الیاف شیشه‌ای – هنگامی که شدید بوده و با اثر غیرخطی ظاهر شوند – می‌توان اشاره کرد. هم‌چنین می‌توان فکر کرد که تک‌قطبی مغناطیسی که این همه مورد بحث قرار گرفته است – چنان‌چه اصلاً وجود داشته باشد – چیزی جز سولیتون نمی‌تواند باشد. ولی آیا در مولکول هم سولیتون وجود دارد؟ فورست کارتر به وجود سولیتون در مولکول، اطمینان می‌داد. برای مثال، در مولکول‌های پلی استیلن و ترکیب ساده و مضاعف اتم‌های کربن آن در این‌جا، نکته‌ی مهم و تعیین کننده‌ای که به آن برمی‌خوریم آن است که در دو ساختار کاملاً مشابه از چنین مولکول‌هایی، وضعیت ترکیب می‌تواند به این صورت‌ها باشد: A:…=C-C=C-C=C-C=… و B:…-C=C-C=C-C=C-…، و تفاوتی که در آن ملاحظه می‌شود ارتباط ساده و مضاعفی است که جای آن‌ها با هم عوض شده است. اینک می‌توان زنجیره‌ی درازی از آن را درنظر گرفت که در انتهای سمت چپ دارای ساختار A، و در سمت راست دارای ساختار B باشد. در جایی میان این زنجیره، ترتیب محاسبه به نحو دیگری درخواهد آمد، زیرا یک اتم کربن از دست رفته و پیوند با دو اتم مجاور به صورت ساده درمی‌آید: …=C-C-C=C-C=C-… اتمی که به فاصله‌ی یک اتم بعد از این اتم قرار گرفته، جریان مزبور، به آن ادامه یافته و پیوستگی مضاعف آن با اتم مجاور بعدی، همان‌گونه که باید باشد، ادامه پیدا می‌کند. گذار از ساختار A به ساختار B با نشانه‌های زیر صورت می‌گیرد:
در یک ناحیه از زنجیره انجام می‌شود.
می‌تواند در طول زنجیره حرکت کند.
فقط موقعی ناپدید می‌شود که به انتهای زنجیره برسد.
این دقیقاً همان شرایطی است که وجود سولیتون را ممکن می‌سازد. به ویژه نکته‌ی سوم در گذار و تبدیل ساختارها به یک‌دیگر، برای سولیتون ضروری است، زیرا برطبق آن سولیتون وقتی ناپدید شده و از بین می‌رود که با حرکت خود، از مولکول خارج شود. بنابراین، از مکانیسم مزبور می‌توان در انتقال اطلاعات و هم‌چنین جمع‌آوری و ذخیره‌ی آن و طراحی وسیله‌ی برقراری ارتباط استفاده‌ی کامل به‌عمل آورد. هانس سیکسل از دانشگاه اشتوتگارت، در مورد برقراری ارتباط سولیتونی که با تابش اشعه به کار می‌افتد، طرحی ارائه داده است. بر اساس این طرح باید یک مولکول فتوکروم به زنجیره‌ی پلی‌استیلن وارد کرد. فتوکروم بدین معنی است که اشعه‌ی نور در مناسبات پیوندی مولکول‌ها، هم‌شکلی و هماهنگی آن‌ها را تغییر داده و این امر از بیرون، به‌وسیله‌ی تغییر رنگ ماده مشاهده می‌شود. سیکسل، به‌طور مشخص، ساختمانی از سالیسیلی دینانیلین را پیشنهاد می‌کند. این مولکول، حاوی یک بنزول حلقه‌ای شکل است که به‌عنوان حلقه‌ای از حلقه‌های زنجیره شمرده می‌شود. درحالت اول که پیوند آن، چه به صورت ساده و چه به صورت مضاعف باشد سولیتون‌ها می‌توانند در طول آن حرکت کنند. حال چنان‌چه نوری با بسامد معین به آن تابیده شود پیوندها به‌صورت مضاعف به حلقه‌ی بنزول و بقیه‌ی اجزای متشکله‌ی سالیسیلی دینانیلین بسته می‌شود آن‌گاه در زنجیره یک بازوی پیوند به صورت ساده باقی می‌ماند که مانع عبور سولیتون می‌گردد. با بسامد دیگری از نور، می‌توان مولکول را به حالت اول بازگرداند و به همین نحو، به طور دل‌خواه عمل قطع و وصل را انجام داد.
فارست کارتر بر پایه‌ی مکانیسم سولیتون، انجام یک رشته اختراع‌ها را میسر می‌داند. اختراع‌هایی مانندِ موج‌یاب سولیتون، قطع و وصل سولیتون، مولد یا ژنراتور سولیتون، تقویت کننده‌ی سولیتون، و خازن سولیتون. هرچند ممکن است این اندیشه‌ها بسیار جالب به‌نظر برسند، اما نباید فراموش کرد که همه‌ی آن‌ها در حال حاضر هنوز واقعیت نیافته‌اند. آزمایش‌های گوناگون حتی یک‌بار هم به اثبات چیزی نیانجامیده است بلکه این ابهام را افزون‌تر تموده است که آیا واقعاً در پلی استیلن، سولیتون وجود دارد یا نه. هنوز به درستی معلوم نیست با چه شتابی گسترش می‌یابند، چه مقدار انرژی با خود حمل می‌کنند؛ تازه پس از روشن شدن این‌ها، جنبه‌ی عملی آن مورد پرسش قرار می‌گیرد.
این اندیشه‌ها در مورد مکانیسم برقراری ارتباط، از دیدگاه نظری کم و کسری ندارند. هر مولکول که در هم‌شکلی و هماهنگی ثابت و متفاوت از نوع دیگر ظاهر شده و زیر تأثیر عامل خارجی به صورت دیگری درآید می‌تواند برای این امر، مناسب به شمار آید. در یک مولکول که پیوندهای هیدروژن در آن مثلاً به صورت –O-H…O باشد هیدروژن می‌تواند با ایجاد یک میدان الکتریکی جا‌به‌جا گردد، بدین صورت که از گروه –OH یک گروه =O- و عکس آن =O…H-O- ایجاد شود. فرض کنیم که برقراری ارتباط مولکولی واقعاً همان‌گونه که از آن انتظار داریم به‌عمل درآید. در این صورت این پرسش پیش می‌آید که چگونه می‌توان آن‌ها را با یک‌دیگر یک‌جا فراهم آورد. در مورد عناصری با ابعادی چنین ریز و کوچک، باید که مکانیسم‌های ارگانیک آن‌ها را یافت. یک راه آن عمل به گفته‌ی کوین‌اولمر است. بنابر عقیده‌ی او، عناصر ارتباطی، حتی به‌صورت پروتئین نیز می‌تواند ساخته شود. نقشه‌ی ساختمانی پروتئین مزبور را می‌توان با روش‌های ژن-تکنیکی در دی. ان. اِی. باکتری‌ها به‌وجود آورد. در یک مخمر، باکتری‌های کشت داده شده و مقدار مورد نیاز پروتئین را تهیه می‌کنند. هزینه‌ی این کار – در مقایسه با تولید VLSI – بسیار ناچیز است. بر این اساس، می‌تواند تمام هسته‌ی کامپیوتر، ساخته شده و تکثیر گردد. دی. ان. اِی. نه تنها حاوی کلید تولید شیمیایی پروتئین است، بلکه فراتر از آن، برای ساختمان تمام ارگانیسم‌ها نیز لازم است. مثلاً در تولید انسولین، ساختار ژن‌ها کاملاً مشخص است. کنترل ژنتیکی است که در تولید انسولین فقط در سلول‌های معینی اثر می‌گذارد، در حالی که دی. ان. اِی. در همه‌ی سلول‌های بدن به یک شکل وجود دارد. از این رو ساختار ژن ها می‌تواند پروتئین را به‌عنوان هسته‌ی اولیه‌ی ساختمان یک کامپیوتر تولید کند و کنترل ژن‌ها، آن را به سوی هدف‌های مورد نظر هدایت نماید. بنابراین می‌توان فکر کرد که با مقایسه‌ی ارگانیسم‌های بسیار ساده‌ی اولیه، طرح ساختمان یک بیوکامپیوتر با کد کردن ژن‌ها و پیوست آن از طریق دی. ان. اِیِ. باکتری‌ها انجام‌پذیر باشد.
الکترونیک هسته‌ای و بیوکامپیوتر - تصویر 3
ولی همه‌ی این‌ها فقط نوایی است که در آینده به گوش خواهد رسید. وضعیت امروزی الکترونیک هسته‌ای را می‌توان با میکروالکترونیک سال 1926 مقایسه کرد. در آن زمان، ژولیوس اوگارلیلینفلد، اثر میدان ترانزیستور (اف ای تی) را فقط به صورت نظریه به ثبت رساند؛ کسی نمی‌دانست چگونه باید به آن جامه‌ی عمل پوشاند. تنها هنگامی که در سال 1948 میلادی توسط باردین، براتاین و شوکلی، ترانزیستورهای دوقطبی اختراع گردید و بدین طریق تکنولوژی نیمه رساناها به وجود آمد، امکان آن فراهم شد تا اندیشه‌های لیلینفلد به واقعیت بپیوندد. امروز نیز تقریباً تمام میکروالکترونیک بر پایه‌ی اف ای تی بنا شده است. بدیهی است که الکترونیک هسته‌ای نیز باید مورد پرسش‌های نقادانه قرار گیرد، ولی این‌که برای برخی پرسش‌ها پاسخی یافت نشده است به معنی این نیست که نتیجه بگیریم که همه‌ی آن‌ها زاییده‌ی تخیل محض هستند.
پرسش‌های چندی در این زمینه وجود دارد از جمله: وسیله‌ی برقراری ارتباط در تراشه‌های میکروالکترونی امروزی، با تمام کوچکی ساختار آن ها، به صورت مجموعه‌ای از داده‌هایی به اندازه‌ی حداکثر صد هزار تا یک میلیون است که توسط تعداد بی‌شماری از الکترون‌ها حمل می‌شود. دستگاه پیشنهادی الکترونیک هسته‌ای، برخلاف آن، با چند اکترون یا سلیتون کار می‌کند. بنابراین، امکان پدیدار شدن نوسان‌های محاسبه‌ای در مقیاسی فراوان وجود خواهد داشت که در عمل مکانیکی کوانتم‌ها، خود را ظاهر می‌سازند. فعالیت قطعه‌ها، براثر ایجاد گذرگاه مکانیکی کوانتوم‌ها انجام می‌گیرد. ولی در همین امر نیز به‌واسطه‌ی ایجاد گذرگاه‌های ساخته شده توسط الکترون‌ها در بعضی قسمت‌های دیگر و مستقل از گذرگاه‌های برنامه ریزی شده‌ی مورد نظر، بروز اشتباه‌های فراوان در ارتباط ممکن می‌گردد. از این رو، معماری یک کامپیوتر هسته‌ای یا بیوکامپیوتر باید به‌گونه‌ای خاص طراحی گردد، به صورتی که در آن، بسیاری از عناصر، به موازات یک‌دیگر وظیفه‌ی مشترک و همسانی داشته باشند تا بدین وسیله، اشتباه‌های محاسبه‌ای آن اصلاح شود.
زمانی که به یاری ژن-تکنیک، تهیه‌ی عناصر متشکله‌ی کامپیوتر ممکن گردید، آن‌گاه تمام ساختمان کامپیوتر در ارتباط با انحراف از نقشه‌ی اولیه، دقیقاً محاسبه می‌شود. مسأله‌ی مهم‌تر این که، تابش‌های خارجی، پیوندهای مولکولی را به هم می‌ریزد و این به‌هم‌ریختگی موجب تغییر ارتباط می‌گردد. حتی نور معمولی نیز می‌تواند در این مورد نقشی مهم داشته باشد. بنابراین باید با محاسبه‌ی معماری آن، بروز چنین تغییری در ژن‌ها را به‌طور انعطاف‌پذیری مهار کند.
به هر حال، افزایش حساب شده‌ی عملیات کامپیوتر، بیش از این دیگر با کوچک‌تر کردن عناصر متشکله‌ی آن، نمی‌تواند مورد استفاده واقع شود؛ زیرا احتمالاً ضریب بالایی از اشتباهات را به همراه خواهد داشت. حال، مسأله‌ی برهم‌کنش، مسأله‌ی ارتباط با جهان است که باقی می‌ماند. در جایی که باید اطلاعات به‌دست آمده از سیستم هسته‌ای در دسترس استفاده کنندگان قرار گیرد، چگونه باید ساختاری چنین ظریف این ارتباط را برقرار سازد؟ طول موج‌های مختلف و فراوان نور، ساختارهای ظریف مولکولی را انتخاب کرده و به هم پیوند می‌دهد و درست به‌همین جهت نمی‌توان اجزای متشکله‌ی میکروالکترونی را به‌طور دل‌خواه کوچک‌تر نمود. عناصر رسانای مولکولی را باید در نقاط ارتباطی، مثلاً به سیم‌های ضخیم‌تر یا مولکول‌های درشت‌تر، متصل کرد تا سطح تماس بزرگ‌تری به‌وجود آید که بتواند به‌وسیله‌ی نور، هدایت شود. در این مورد نیز، در حال حاضر، به‌جز این، اندیشه‌ی مشخص دیگری وجود ندارد.
اما در سوی دیگر، طبیعتی قرار دارد که بر پایه‌ی فعالیت‌های مولکول‌ها می‌تواند با سیستم بسیار هوشمندانه‌تری از کامپیوترها عمل نماید و کار آن، برخلاف تمام ادعاهای اعجاب‌انگیز در مورد کامپیوتر، می‌تواند دقیق و خالی از نقص باشد. برای رفع هر سوء تفاهمی باید گفت: هدف بیوکامپیوتر و منظور از بحثی که در بالا بدان اشاره شد این نیست که مثلاً تقلیدی از مغز انسانی شود، بلکه صرفاً جانشین ساختن مولکول و هرچه کوچک‌تر نمودن هسته‌ی اولیه‌ی عناصر نیمه رسانای امروزی است، در حالی که همواره اطلاعات باید به شیوه‌ی رقمی برپایه‌ی دوفازی در آن ذخیره شده و روی آن کار شود. پیش‌گویی در مورد آینده‌ی این تکنیک، فوق العاده مشکل است. ولی زمانی که ارتباط هسته‌ای گسترش یابد و جهشی در الکترونیک هسته‌ای به‌وجود آید، آن زمان میکروالکترونیک به فراموشی سپرده خواهد شد، همان‌طور که میکروالکترونیک نیز به نوبه‌ی خود، تکنیک لامپ‌های تقویت کننده را به‌دست فراموشی سپرد. با پذیرفتن ادامه‌ی اکتشاف‌ها، و هم‌زمانی‌ای که بین کشف میدان اثر ترانزیستور لیلینفلد و کشف دیودهای مولکولی وجود دارد، می‌توان تصور کرد که در آینده‌ای نه چندان دور نخستین وسیله‌ی ارتباطی از این نوع ظاهر شده و چند دهه‌ی بعد از آن، الکترونیک هسته‌ای به‌گونه‌ای شکوفا شود که میکروالکترونیک را به عنوان نوعی تکنولوژی مربوط به گذشته، بی‌اهمیت سازد.
منبع: راسخون

 

معرفي فناوري هاي روز دنيا - الكترونيك هسته‌اي و بيوكامپيوتر

http://fanavarirooz.tebyan.net/post/63

الكترونيك هسته‌اي و بيوكامپيوتر. تراشه‌هاي نيمه‌رساناي ميكروالكترونيك كه در سطوحي هرچه كوچك‌تر، با برقراري ارتباط مركزي و سلول‌هاي حافظه در رايانه‌هاي امروزي، شمار ...

مجلات : بیوکامپیوتر؛ کامپیوتری کوچک تر از یک قطره آب

http://www.hawzah.net/fa/magazine/magart/4892/5026/44277

هرچند حل این مسئله با هفت شهر، به آسانی و حتی بر روی کاغذ هم قابل حل است؛ اما چنان چه ... انجام محاسبات در سطح مولکولی و رفع موانع کوچک سازی قطعات الکترونیکی در  ...

Gundam Wiki:Technology - Gundam Wiki

http://gundam.wikia.com/wiki/Gundam_Wiki:Technology

Anaheim Electronics had since then installed wing binders on the back of most ..... Their research was devoted to the development of a nuclear fusion reactor. ..... While functionally similar to the psycommu system, the bio-computer places less ...

BBC News - Magnetic bacteria may help build future bio-computers

http://www.bbc.com/news/technology-17981157

May 7, 2012 ... ... and smaller, it becomes harder to produce electronics on a nano-scale. ... one set of cells inside a bio-computer to all the other cells," he said.

NSF Funding Opportunities - Research Management Group ...

http://med.stanford.edu/rmg/funding/nsf_list.html

Full proposal: July 21, 2014 [for Biological Sciences (BIO); Computer & Information Sciences & Engineering (CISE); ..... NSF PD 14-1232 Experimental Nuclear Physics ... NSF PD 13-1517 Electronics, Photonics, and Magnetic Devices

Global Issues Article #37 - University of Iowa

http://www.uiowa.edu/~c044010a/readings/article 37.pdf

tute of Electrical and Electronics. Engineers ... “bio-computer" out of DNA that can handle a billion ... more catastrophic than any nuclear war. Where the Map ...

Secret languages in books and magazines - Zinoproject.com

http://www.zinoproject.com/b2evolution2/index.php/blog24/

Dec 17, 2013 ... The problem is regarding Margaret Mead nuclear family. .... Polish college graduates in electronics and physics go to a dance club ..... a good source of data .... Are your LUNGs authorized for bio-computer processing?

Sogang - Abruem

http://www.abruem.org.br/uploads/viagens/coreia/palestras/sogang_1.pptx

Choong Ik Kim Organic/Inorganic Hybrid Electronics, Printed Electronics Northwestern University. Hyuncheol Kim .... Electronics/Chemical/Bio/Computer/ Mechanics. Contents : ... Heavy Industry. Ship Building, steal, Energy, Nuclear power ...