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2001年，以色列魏茨曼科學研究所的科學家宣佈，他們製造出一種計算機，其體積之小，一滴水可以容納一萬億臺這樣的機器。這些裝置使用 DNA 和酶作為其軟體和硬體，並且可以共同執行每秒十億次運算。現在，同一個團隊，在埃胡德·夏皮羅的領導下，宣佈了一種新型的生物分子機器模型，該模型不再需要外部能源，並且執行速度比其前代產品快 50 倍。《吉尼斯世界紀錄大全》已將其譽為世界上最小的生物計算裝置。
多年來，人們已經提出了許多旨在利用 DNA 巨大儲存容量的微型計算機設計方案。早期的方案依賴於一種稱為 ATP 的分子作為燃料來源，ATP 是細胞反應的常見能量來源。但在新的裝置中，DNA 分子既提供初始資料，又提供完成計算所需的足夠能量。夏皮羅和他的同事在本週《美國國家科學院院刊》線上發表的一份報告中描述了他們的 DNA 計算機。
這兩種分子計算機模型都是所謂的自動機。給定一個由兩種不同狀態組成的輸入字串，自動機使用預定的規則來得出輸出值，以回答特定問題。例如，它可以確定僅包含 a 和 b 的字串是否具有偶數個 a，或者是否所有 b 都以 a 開頭。在最新的設計中，兩個 DNA 分子結合在一起以執行計算步驟。一種稱為 FokI 的酶充當計算機的硬體，透過切割輸入分子的一部分並釋放儲存在鍵中的能量。這種熱能隨後為下一次計算提供動力。[上面的插圖顯示了一個輸入 DNA 分子（green/blue）、軟體 DNA 分子（red/purple）和 FokI（彩色帶狀物）。] 作者報告說，一微升溶液可以容納三萬億臺計算機，這些計算機一起每秒將執行 660 億次運算。