熱可充電的DNA計算：隨著熱脈衝重置的邏輯電路 DNA不僅是遺傳信息的載體——它還可以像碱基對的語言一樣被編程，以構建計算電路。在過去的二十年中，研究人員設計了DNA邏輯閘、振盪器，甚至神經網絡。挑戰在於這些系統大多是一次性使用的：一旦電路運行，它就會漂移到平衡狀態並停止工作。每個新任務都需要新的“燃料”鏈，這會產生廢物並限制可擴展性。 宋天奇和錢璐璐提出了一個引人注目的替代方案：只需短暫的熱脈衝即可充電的電路。通過將輸出與其閘門以髮夾結構連接，輸入仍然通過鏈置換驅動計算，但在使用後，加熱會打破弱鍵結，而強鍵結則保持不變。冷卻後，系統恢復到動力學上被困的準備狀態，為新的輸入做好準備。 回報是巨大的。他們展示了在同一管中至少可重複計算16輪，重置時間在幾分鐘內。這種方法可擴展到超過200種DNA物種的電路，包括贏者通吃的神經網絡和一個100位的分類器，能夠區分MNIST數字6和7。性能在重置過程中保持一致，廢物積累最小。 結果是一種分子計算的通用能源來源——熱就像“電池”，為邏輯、閾值和神經網絡提供動力，而無需定制燃料。這指向了一個未來，DNA計算機能夠在自主化學系統中維持長時間運行、自適應和潛在的學習行為。 論文：