贝恩森自动机的计算能力

能够在体内独立作出关于局部药物给药决策的自主分子计算机的开发，可能彻底变革医学科学。近期，Benenson 等人（2004）构想了一种体外方案，即通过限制性酶在特定短DNA“规则分子”存在的情况下反复切割长DNA状态分子。为分析该方案在计算能力方面的潜力，我们研究了一种抽象模型，假设某类限制性酶可用且反应无误。我们也讨论了已知限制性酶下的分子算法的实际表现。通过展示模拟任意电路的方法，我们表明这些“贝恩森自动机”能够计算任意布尔函数。进一步地，我们证明它们能够高效计算恰好由对数深度电路可计算的函数。在计算层面，我们形式化了一种新的受限宽度分支计划变量，其分子实现方式。