Calculatoarele programabile, care folosesc reacții chimice pentru a procesa informații, ar putea rezolva probleme mai rapid decât sistemele convenționale.
Calculatoarele tradiționale sunt formate din componente mici, precum rezistențele și tranzistoarele, care manipulează semnalele electronice cu scopul de a stoca și procesa informații. În anul 2019, Lee Cronin și colegii săi din cadrul Universității din Glasgow au construit o versiune chimică a unui computer folosind reacții pentru a codifica informații. În prezent, cercetătorii au descoperit un mod prin care să poată programa computerul chimic astfel încât acesta să poată rezolva probleme concrete.
Aparatul constă dintr-o grilă din plastic cu camere interconectate. Fiecare incintă este umplută cu un amestec lichid de doi acizi diferiți și o sare de potasiu și brom. Agitatoarele mecanice mișcă lichidul, ceea ce declanșează o reacție chimică. Pentru a programa o problemă specifică, cercetătorii ajustează viteza fiecărui agitator, care controlează viteza de reacție în fiecare celulă.
Pe măsură ce reacția are loc, celulele afișează alternativ fie o lumină roșie, fie una albastră. Aceste sclipiri sunt echivalente cu valorile 1 și 0 utilizate în calculatoarele electronice. Astfel, un calcul chimic arată ca o secvență de fulgerări colorate de-a lungul rețelei. O cameră video înregistrează toate aceste schimbări de culoare și folosește aceste informații pentru a regla agitatoarele cu scopul de a continua calculul.
Greșelile de calcul pot apărea dacă celulele nu sunt sincronizate și dacă acestea încep să clipească prea repede sau prea încet. Cercetătorii au plasat agitatoare suplimentare, mai mici, între fiecare pereche de celule vecine, pentru a le permite să interacționeze și să se mențină sincronizate. Cronin a declarat faptul că programarea acestui tip de corectare a erorilor este oarecum mai ușoară în cazul unui computer chimic decât în cel al computerelor electronice și cuantice.
„Am construit o interfață mecanică digitală pentru a programa reacțiile chimie. Cu ajutorul acestora putem efectua calculule. Noi doar umplem grila cu substanțe chimice”, a declarat Cronin.
Până în prezent, cercetătorii au folosit computerul chimic pentru a rezolva unele probleme simple, precum problema vânzătorului ambulant, care implică găsirea celei mai scurte rute între o listă de locuri diferite.
„Deoarece fiecare celulă din noul computer acționează ca o memorie și un mini procesor în același timp, sistemul este deosebit de potrivit pentru a efectua multe calcule în mod simultan”, a declarat Andrew Adamatzky din cadrul Universității Angliei de Vest, Bristol.
Noul dispozitiv are o dimensiune de aproximativ 30 pe 30 de centimetri. Miniaturizarea sau introducerea calculatorului în interiorul unui cip ar putea face posibilă utilizarea acestuia în afara laboratorului.
De asemenea, Cronin și colegii săi sunt interesați de conectarea computerului chimic cu viața biologică. „Un creier este, într-un fel, un computer care utilizează procese chimice pentru a înțelege impulsurile electronice care vin de la organe precum ochii”, a declarat el. Atât în creier, cât și în computerul chimic, o intrare este tradusă într-un întreg sistem de reacții chimice în curs, care sunt interconectate. Astfel, operarea computerului chimic poate ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine evoluția creierului.