什麼是生物計算機

『壹』 生物計算機的概念是什麼

生物計算機：又稱仿生計算機，是以生物晶元取代在半導體矽片上集成數以萬計的晶體管製成的計算機。它的主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶元。生物計算機晶元本身還具有並行處理的功能，其運算速度要比當今最新一代的計算機快10萬倍，能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一，存儲信息的空間僅佔百億億分之一。

相關內容解釋

在生物晶元中，信息以波的形式傳遞。當波沿著蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈中單鏈、雙鍵結構順序的改變。因此，當一列波傳播到分子鏈的某一部位時，它們就像硅集成電路中的載流子(電流的載體叫做載流子)那樣傳遞信息。

由於蛋白質分子比硅晶元上的電子元件要小得多，彼此相距很近很近，因此，生物元件可小到幾十億分之一米，元件的密集度可達每平方厘米10～100萬億個，甚至1000萬億個門電路。

生物晶元具有天然的立位化結構，它的密集度比平面型的硅集成電路高3～5個數量級。這就意味著，生物計算機每完成一項運算，所需的時間僅為目前硅集成電路計算機的萬分之一。與普通計算機不同的是，由於生物晶元的原材料是蛋白質分子，所以，生物計算機既有自我修復的功能，又可直接與生物活體結合。同時，生物晶元具有發熱少、功耗低、電路間無信號干擾等優點。

『貳』 我想問一下，什麼是生物計算機

生物計算機是用生物材料取代晶體管的計算機，晶體管是計算機最重要的電子元件，一般由半導體製成，現在技術基本達到極限，而如果改為生物材料，如蛋白質分子，神經元細胞，計算機的運算速度將成數量級遞增。

『叄』 請問一下生物計算機的原理

生物計算機的原理是信息以波的形式傳播，當波沿著蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化，開始計算。

其主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶元。生物晶元比硅晶元上的電子元件要小很多，而且生物晶元本身具有天然獨特的立體化結構，其密度要比平面型的硅集成電路高五個數量級。

生物計算機能夠如同人腦那樣進行思維、推理，能認識文字、圖形，能理解人的語言，因而可以成為人們生活中最好的夥伴，擔任各種工作，如可應用於通訊設備、衛星導航、工業控制領域，發揮它重要的作用。

美國貝爾實驗室生物計算機部的物理學家們正在研製由晶元構成的人造耳朵和人造視網膜，這項技術的成功有望使聾盲人康復。

生物電腦的成熟應用還需要一段時間，但是科學家已研製出生物電腦的主要部件———生物晶元。美國明尼蘇達州立大學已經研製成世界上第一個「分子電路」，由「分子導線」組成的顯微電路只有目前計算機電路的千分之一。

(3)什麼是生物計算機擴展閱讀

科學家通過對生物組織體研究，發現組織體是由無數的細胞組成，細胞由水、鹽、蛋白質和核酸等有機物組成，而有些有機物中的蛋白質分子像開關一樣，具有「開」與「關」的功能。

因此，人類可以利用遺傳工程技術，仿製出這種蛋白質分子，用來作為元件製成計算機。科學家把這種計算機叫做生物計算機。

生物計算機主要是以生物電子元件構建的計算機。它利用蛋白質有開關特性，用蛋白質分子作元件從而製成的生物晶元。

其性能是由元件與元件之間電流啟閉的開關速度來決定的。用蛋白質製成的計算機晶元，它的一個存儲點只有一個分子大小，所以它的存儲容量可以達到普通計算機的十億倍。

由蛋白質構成的集成電路，其大小隻相當於矽片集成電路的十萬分之一。而且運行速度更快，只有1×10^(-11)秒，大大超過人腦的思維速度。

『肆』 什麼是生物計算機

用生物晶元製造的計算機就是生物計算機。所謂生物晶元就是指用蛋白質分子作元件製造成的集成電路，因此也有人稱生物計算機為蛋白質計算機、下一代計算機。

生物計算機的外部用一種非常薄的玻璃膜製成，內裝精巧的晶格，晶格里安放生物晶元。由生物晶元組成的生物集成塊完成計算機主體工作。這種計算機有著廣闊的發展前景，因為它有很多優點：

第一、體積小。1平方毫米晶元可容納數億個電路，晶元密集度可達到每平方厘米1015～1016個，生物計算機的體積可縮小至現在計算機的103～105分之一。

第二、存儲容量大。生物計算機一個存儲點只有一個分子大小，所以生物計算機的存儲容量可達到普通計算機的10億倍。

第三、運算速度快。科學家估計，蛋白質集成電路大小是矽片集成電路的千分之一，甚至達到十萬分之一，而運算一次只需要10-11秒，僅為目前集成電路的運算時間的萬分之一。生物計算機運算比現在計算機快多了。生物計算機元件的密度比人腦神經細胞的密度高100萬倍。

第四、散熱快。生物晶元中傳遞信息時，由於受到的阻抗低，耗能低，僅相當於一般計算機的十億分之一，所以容易散熱。

第五、可靠性高。生物計算機一個重要特點就是具有自我組織自我修復功能，它若與人腦結合起來，聽從人腦指揮，就可以具有更高的性能。生物計算機可以用基因工程方法進行生產製造，成本相當低。

二十世紀八十年代初，美國海軍科研實驗室研究工作出現了「生物計算機機熱」。1984年，日本開始研究生物計算機，每年經費高達80億日元，到1985年，把這一研究列為國家重點開發計劃。1987年，英國撥款3000萬英鎊，用於進行生物計算機研究。

科學家利用蛋白質製造出「開關裝置」，並且已確定，可以利用細胞色素C、細菌視紫紅質、遺傳基因分子、導電聚合物等蛋白質製造生物晶元。美國科技人員已率先研究出用於生物計算機的分子電路，它由有機物質的分子組成。由分子導線組成的顯微電路，其大小僅為現代計算機電路的千分之一。

由於生物計算機有些關鍵技術還存在許多問題沒有解決，因此科學家預測，估計要到2015年左右，生物計算機才能廣泛應用。

『伍』 什麼是生物計算機和量子計算機

生物計算機：
生物計算機也稱仿生計算機，主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶元來替代半導體矽片，利用有機化合物存儲數據。信息以波的形式傳播，當波沿著蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍，它具有很強的抗電磁干擾能力，並能徹底消除電路間的干擾。能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一，且具有巨大的存儲能力。生物計算機具有生物體的一些特點，如能發揮生物本身的調節機能，自動修復晶元上發生的故障，還能模仿人腦的機制等。
量子計算機：
量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子演算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。

『陸』 生物計算機的概念歷史以及發展前景

生物計算機的概念：

生物計算機也稱仿生計算機，主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶元來替代半導體矽片，利用有機化合物存儲數據。信息以波的形式傳播，當波沿著蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍，它具有很強的抗電磁干擾能力，並能徹底消除電路間的干擾。

生物計算機的歷史以及發展前景：

生物計算的早期構想始於1959年，諾貝爾獎獲得者Feynman提出利用分子尺度研製計算機；20世紀70年代以來，人們發現脫氧核糖核酸(DNA)處在不同的狀態下，可產生有信息和無信息的變化。科學家們發現生物元件可以實現邏輯電路中的0與1、晶體管的通導或截止、電壓的高或低、脈沖信號的有或無等等。經過特殊培養後製成的生物晶元可作為一種新型高速計算機的集成電路。1994年，圖靈獎獲得者Adleman提出基於生化反應機理的DNA計算模型；在生物計算機方面突破性工作是北京大學在2007年提出的並行型DNA計算模型，將具有61個頂點的一個3-色圖的所有48個3-著色全部求解出來，其演算法復雜度為，而此搜索次數，即使是當今最快的超級電子計算機，也需要13 217年方能完成，該結果似乎預示著生物計算機時代即將來臨。

(6)什麼是生物計算機擴展閱讀：

生物計算機的關鍵因素：

正如人類基因組計劃給予我們的啟示一樣，DNA（脫氧核糖核酸）的資料儲存及運算能力可能遠遠超過目前電腦所使用的硅晶片。目前，電腦科學家正致力於研發基因超級電腦，用以建構以DNA為基礎的資訊科技新世紀。DNA又稱為脫氧核糖核酸，使細胞核中攜帶生物生長指令的遺傳物質。DNA擁有不可思議的資料存儲功能，很可能比硅晶片更強。一般而言，1毫克DNA的存儲功能大約相當於1萬片的光碟片，更為不可思議的是，DNA還具有在同一時間處理數兆個運算指令的能力。研究者指出，將生命活動的指令進行編碼的遺傳分子DNA和RNA里可以儲存比常規存儲晶元多的數據，試管狀的生物計算機中含有大量的遺傳物質片斷，每一個片斷就是一個微型計算工具，因此生物計算機能同時進行數千次甚至上百萬次計算。對於生物計算機將來的用途，研究人員有種種設想。其中一項就是讓它代替人進行新葯物臨床試驗，它通過運算可以模擬人體的多種變化情況，只要把葯品的成分描述輸入生物計算機，就會得出反應結果。

『柒』 請用最簡潔的語言介紹什麼是生物計算機

科學家通過對生物組織體研究，發現組織體是由無數的細胞組成，細胞由水、鹽、蛋白質和核酸等有機物組成，而有些有機物中的蛋白質分子像開關一樣，具有「開 」與「關」的功能。因此，人類可以利用遺傳工程技術，仿製出這種蛋白質分子，用來作為元件製成計算機。科學家把這種計算機叫做生物計算機。

『捌』 生物計算機是怎麼回事

生物計算機，主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子，並以此作為生物晶元，利用有機化合物存儲數據。信息以波的形式傳播，當波沿著蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍，它具有很強的抗電磁干擾能力，並能徹底消除電路間的干擾。能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一，且具有巨大的存儲能力。生物計算機具有生物體的一些特點，如能發揮生物本身的調節機能，自動修復晶元上發生的故障，還能模仿人腦的機制等。

『玖』 生物計算機的工作原理是什麼

生物計算機一般就是指DNA（脫氧核糖核酸）計算機，DNA是生命遺傳物質，生物的千姿百態的差別就是因為DNA內大量的鹼基排列順序不同。DNA計算機的基本原理是利用DNA分子作為晶元，存儲巨量的數據，在某些酶的作用下瞬間完成生物化學反應，從一種基因代碼轉變為另一種基因代碼。反應前的基因代碼可作為輸入數據，反應後的基因代碼即運算結果。
DNA計算機的特點是：第一，DNA是分子，所以它是分子水平的計算機，因而體積非常小；第二，在相同體積下，它的存儲容量、運算量都異乎尋常地大，例如1立方米的DNA計算機，可存儲1萬億億二進制位的數據，超過現在全世界所有計算機的存儲容量的總和，它幾天的運算量便相當於計算機面世以來全部計算機的總運算量；第三，耗能少，因為它的工作過程是一種生物化學反應，所以耗能量僅為一般計算機的10億分之一；第四，智能水平高，因為它具有生物體特點，有生物活性，有自我復制和自我組合的能力；第五，能夠植於生物體內工作。
DNA計算機目前還處於實驗階段，離實現仍有很長距離，因此還談不上實用和普及。