DNA 分子计算机突破 2 纳米极限：开启计算新纪元

4 月 29 日消息：据报道，韩国科学技术院工程生物学研究院的科学家成功研制出一种基于「DNA」的分子计算机。

其核心元件的尺度远小于传统半导体器件，达到2纳米以下，并首次在同一分子系统内整合了信息存储与运算功能。这一突破为未来生物医学计算，尤其是精准疾病诊断，奠定了重要基础。相关成果发表于最新一期《科学进展》杂志。

当前，硅基半导体工艺正逼近2纳米的物理极限，探索超越传统芯片的替代方案已成为学界共识。凭借独特的生物特性，DNA脱颖而出，成为下一代计算载体的热门候选。

DNA的互补碱基配对原则使其能够被精准编程，以响应特定信号；而相邻碱基间仅0.34纳米的间距，更赋予了它天然的海量信息存储优势。然而，传统DNA电路多属于“一次性”反应：信号触发后分子即被消耗，难以支撑连续、复杂的运算任务。

为突破这一瓶颈，研究团队巧妙设计了新型DNA分子。这些分子能在输入信号的驱动下改变空间构象，并长久“锁定”该状态。由此形成的稳定结构不仅能够直接编码信息，还可用于存储并参与后续运算。

换句话说，该团队打造出了一套自保持（免复位）的分子电路，无需外部干预即可实时处理信息，并能将历史运算结果持久保留，真正实现了分子层面的“读写存储”。

这项研究的重要意义在于，它在DNA分子尺度上复现了晶体管的核心逻辑功能。这不仅为可编程分子系统奠定了基石，更使DNA超越了单纯的化学反应介质，跃升为具备自主信息处理与存储能力的智能载体。

该成果大幅提升了DNA分子计算机的实用化前景，为生物计算与疾病诊断等医学应用打开了一扇充满希望的大门。