网络基生物计算中的误差率降低
介观与纳米尺度物理
2024-07-03 v1
摘要
网络基生物计算 (NBC) 是一种备选的并行计算范式，将组合问题编码到纳米制造设备的图形网络通道中，使以分子动力为驱动的细胞骨架丝毫探索问题的解空间。NBC 因分子动力的高能效而承诺显著低于传统计算机的能耗。然而，与通过交叉传递相关的误差率——作为主要路径调节几何——构成了该技术规模化的瓶颈。本文针对低误差率优化通过交叉的几何形状，针对肢毛-肌动力系统。为此，我们评估各种通过交叉设计，其特征包括纳米通道宽度、交叉穿越面积以及漏斗形输出部分的角度。通过使用滑行运动测量实验和仿真方法测量误差率。最终优化的设计显示其误差率低于以前的 2-4%。我们预计这一改进将使 NBC 网络的规模从数十个通过交叉扩展到数百个。然而，2D 通过交叉优化的结果也表明，进一步大幅度降低 2D 通过交叉的误差率不太可能实现， necessitating 采用三维通过交叉，如桥梁或隧道，以实现完全误差率缓解。此外，仿真结果表明，包括肌动力层在通道中可更好地匹配仿真与实验结果。
引用
@article{arxiv.2407.01754,
title = {Error-rate reduction in network-based biocomputation},
author = {Pradheebha Surendiran and Marko Ušaj and Till Korten and Alf Månsson and Heiner Linke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.01754},
year = {2024}
}
备注
22 pages plus supplementary information, 6 figures