Theoretische Chemie: Parallel rechnen mit biomolekularen Motoren

Ein neuer Ansatz für parallele Rechner kombiniert Elektronenstrahllithografie mit biomolekularen Motoren der Zelle. Dieser Ansatz kann kombinatorische Probleme effizienter lösen als herkömmliche Computer.

Das lineare Vorgehen herkömmlicher Computer – also das Lösen von Aufgaben nacheinander – begrenzt ihre Fähigkeit, kombinatorische Probleme zu berechnen. Dies betrifft Probleme wie Design und Faltung von Proteinen, Verifizierung von Schaltkreisen oder Routenplanung. Die Schwierigkeit liegt darin, dass die nötigen Berechnungen mit der Größe des Systems exponentiell zunehmen. Oft überfordert schon bei relativ kleinen Problemen die schiere Zahl an Rechenoperationen einen herkömmlichen, sequenziell rechnenden Computer. Parallele Rechner – zum Beispiel DNA-Computer¹⁾ oder Quantencomputer²⁾ – können solche Probleme prinzipiell lösen. Allerdings hat es noch keine der bislang entwickelten Methoden zur Anwendungsreife geschafft. Ein neuer Ansatz will das ändern: Dazu werden etablierte Nanofertigungsmethoden wie Elektronenstrahllithografie mit biomolekularen Motoren der Zelle (Kasten S. 10) kombiniert. Dadurch profitiert das Herstellungsverfahren von langjähri

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