تراشه‌هاي نيمه‌رساناي ميكروالكترونيك كه در سطوحي هرچه كوچك‌تر، با برقراري ارتباط مركزي و سلول‌هاي حافظه در رايانه‌هاي امروزي، شمار عمليات آن را افزايش مي‌دهند در برابر تراشه‌هايي كه در آن، به جاي عناصر نيمه‌رسانا، عناصر آلي يا بيومولكول‌ها تعبيه شود، وسيله‌اي ناچيز به شمار خواهند رفت.
در استوانه‌اي شيشه‌اي به بلندي يك ميليمتر و چندين لوله‌ي متصل به آن، چند عنصر گرما دهنده و لوله‌هاي سنجش، آب‌گوشتي تيره رنگ در مخمري مي‌جوشد و باكتري‌هايي در آن كشت داده مي‌شود، زيرا درصدد تهيه‌ي كامپيوتري جديد هستند.اينك آن زمان سپري شده است كه با زحمتي فراوان در محفظه‌هايي خالي از ذره‌اي غبار، صفحه‌هاي بلور سيليسيوم تراش داده شود، ورقه ورقه گردد، زير تابش نور قرار گيرد، مجهز شود، شستشو داده شود، و سپس سيم‌هايي از آن بگذرانند.كامپيوترهاي نوين، ديگر با نيمه رسانا كار نخواهند كرد، بلكه به جاي آن، پروتئين است كه در آن‌ها به كار گرفته مي‌شود.اين چيزي است كه آن‌را بيوكامپيوتر مي‌نامند.
به ياري باكتري‌هايي كه از طريق ژن‌ها به‌دست مي‌آيند، مولكول‌هاي زنده‌اي، طي فعل و انفعالاتي گام به گام، در سطوح زيرين مورد نظر سازمان مي‌يابند.بيوكامپيوتري كه آماده مي‌شود به بزرگي يك توپ تنيس خواهد بود، ولي وسعت عمليات آن به مراتب از حسابگرهايي كه طي يك قرن اخير ساخته شده است و همه جا را پر كرده است، فراتر خواهد رفت.
كوين اولمر از شركت ژن امريكا در راكويل مريلند، اين دورنما را يك رؤيا نمي پنداشت و به همراه چند تن ديگر از دانشمندان جهان، انديشه‌هاي جالبي درباره‌ي اين كه چگونه مي‌توان بر اساس مولكول، عناصرِ ارتباطي را ايجاد كرد، مطرح ساخت، و چنان‌چه روزي چنين امري صورت واقعيت پيدا كند آن‌گاه ما شاهد رخ‌دادِ بزرگ‌ترين انقلاب در تكنيك كامپيوتر خواهيم بود.
در تراشه‌هاي رايج كه كار تلفيق در مقياس وسيع (VLSI)را در برقراري ميليون‌ها ارتباط روي سطحي حدود يك سانتيمتر مربع انجام مي‌دهند، كوشش مي‌شود كه سطح مزبور به يك ميكرومترمربع كاهش يابد.تهيه‌ي چنين ساختار ظريفي با اِعمال روش‌هاي اپتيكي صورت مي‌پذيرد.اين به اين معني است كه به وسيله‌ي پالايه (فيلتر يا صافي)هاي ويژه، قسمت‌هايي حساس به نور از نيمه رسانا تحت تابش نور قرار مي‌گيرد، و در مورد ساختارهاي حتي كوچك‌تر از طول موجِ نورِ مورد استفاده، طول موج كوتاه‌ترِ مايكروويو يا اشعه‌ي رونتگن به‌كار برده مي‌شود.
امروز تكنولوژي سيليسيوم مي‌تواند مرز خود را تا زير يك دهم ميكرون برساند.ولي براي سطوحي كوچك‌تر از اين، ديگر نمي‌توان خواص الكتريكي بهتري را چون تأخير زماني كوتاه‌تر يا پذيرش عمل محدودتري را از آن انتظار داشت.اما از سويي ديگر، دشواري‌هاي تهيه و نيز كار تلفيق گسترده‌تر تراشه‌ها، روبه افزايش است.پيش از اين، در وسيله‌ي مزبور،گرماي اضافي و ازدست رفته، طوري متمركز مي‌شد كه انتقال آن ميسر نبود.از اين گذشته، هرچه عناصر لازم را نيز كوچك‌تر مي‌ساختند باز هم حضور اشعه‌ي آلفا موجب اختلال در آن مي‌گرديد. حتي اگر كوشش مي‌شد كه اندازه‌ي آن‌ها از يك دهم ميكرو متر هم كوچك‌تر شود باز اين امر نمي‌توانست مزيتي در بر داشته باشد.تنها جهشي كه در ميكروالكترونيك‌هاي بعدي پديد آمد محدود به اين بود كه فقط مجموعه‌ي متمركز بزرگ‌تري را در آن ايجاد نمايند، زيرا هزينه‌ي گرانِ توليد VLSI، ناگزير كارايي بيش‌تري را طلب مي‌كرد. از اين جهت، شركت‌هاي فيليپس و زيمنس، مركز گسترشي را بنا كردند تا با كمك سكه‌هاي طلاي هلندي به اين هدف دست يابند.
اما اكنون به نظر مي‌رسد به انتهاي مرزهاي امكانات فني و اقتصادي ميكروالكترونيك رسيده باشيم.ولي نبايد فراموش كنيم كه در دهه‌هاي پيش، چه پيش‌رفت‌هاي شگرفي در اين زمينه حاصل گرديده به گونه‌اي كه اگر مشابه چنين پيش‌رفتي در ساير زمينه‌ها مثلاً در زمينه‌ي توليد اتوموبيل به دست مي‌آمد يك فولكس واگن مي‌توانست همان كارايي يك رولزرويس را داشته باشد در حالي‌كه قيمت آن بسيار پايين بود. نظير همين پيش رفت، و شايد هم گسترده‌تر، در زمينه‌ي الكترونيك هسته‌اي (يا مولكولي)حاصل شده و برخي كارشناسان اميد به تحقق آن دارند.مولكول‌هاي كامپيوتري‌اي كه صحبت از به‌كارگماري آن‌ها در برقرار ساختن ارتباط الكتريكي مي‌شود بسيار كوچك‌تر از كوچك‌ترين ميكروالكترونيك يك ميكروني بوده و اندازه‌ي هريك، تنها يك نانوميليمتر (يك هزارم ميكرون)است.در هر يك از دو بعد آن‌ها، مثل ابعادي كه در تراشه‌ها درنظر گرفته مي‌شود، نزديك به يك ميليون عنصر وجود دارد و چنان‌چه بخواهيم سه بعد آن را درنظر بگيريم – چيزي كه در تراشه‌هاي نيمه رساناي فعلي، تنها در ضخامت يك ميليمتر مقدور است – به ضريبي از يك ميليون مي‌رسيم.
از ديدگاه نظري، يك تراشه‌ي مولكولي قادر است كارايي يك ميليون، يك ميليارد يا حتي يك بيليون تراشه‌ي ميكروالكترونيك پيش‌رفته را داشته باشد.اين ارقام تنها و تنها از لحاظ نظري مي‌تواند درست باشد و چنان‌چه بخواهيم با توجه به واقعيت به آن بنگريم مسائل زير پيش مي‌آيد:
عناصر برقراري ارتباط مولكولي، اصولاً چگونه بايد عمل كنند؟
چگونه مي‌توان آن‌ها را به‌دست آورد، با يك‌ديگر مربوط ساخت و معماري عظيم مجتمع آن‌ها را بهوجود آورد؟
چگونه مي‌توان ارتباط بين چنين عناصر ريز و كوچك را با جهان بزرگ فراهم ساخت؛ زيرا كامپيوتر به هر حال در خدمت بشر درآمده و بايد مورد استفاده‌ي بيش‌تر قرار گيرد.
مسأله‌ي نخست، موضوع پژوهش‌هايي است كه امروزه در امريكا در دست انجام است.مكانيسم‌هاي مختلفي در كاربرد آن به بحث گذاشته شده است و مولكول‌هاي خاصي پيشنهاد شده است.اما آزمايش‌هاي انجام يافته تاكنون عملاً به نتيجه‌ي مثبتي نيانجاميده است. براي دو مسأله‌ي ديگر هنوز پاسخي وجود ندارد.نخستين مطالعاتي كه در زمينه‌ي الكترونيك مولكولي به عمل آمد در سال 1974 ميلادي بود كه در آن هنگام، اري اويرام و مارك راتنر از آزمايشگاه پژوهش آي.بي.ام.در يورك تاون هايتس امريكا، موضوع مولكول‌هاي مصنوعي را پيش كشيدند كه چگونه وقتي در ميدان الكتريكي قرار گيرند مي‌توانند خصوصيات ديود را پيدا كنند. آنان چنين مي‌انديشيدند كه بايد مولكول‌هايي از قسمت‌هاي مختلف با صفات متفاوت با يك‌ديگر تركيب شوند به نحوي كه بخشي از آن كه نسبتاً آسان الكتروني را از دست مي‌دهد به عنوان دهنده، و بخش ديگر كه الكترون را جذب مي‌كند به عنوان گيرنده، به وسيله‌ي قسمتي نارسانا از مولكولي كه مانع انتقال مستقيم الكترون از دهنده به گيرنده است، با هم مربوط شوند. برپايه‌ي مكانيسم كوانتوم‌ها، الكترون مي‌تواند از ميان يك پل خنثي، گذرگاهي به بيرون بازكند و كم‌ترين انرژي خود را از دست ندهد.
انجام اين عمل، بدون وجود يك ميدان الكتريكي ميسر نيست و ايجاد گذرگاه، بسته به قدرت ميدان، يا نيروي گرانش خواهد بود.با تغيير جهت گرانش، گذرگاه در جهت مخالف ايجاد مي‌شود.خطوط مشخصه‌ي ارتباطي در اين مولكول‌ها، رابطه‌ي ميان گرانش و نيروي الكتريكي، درواقع شباهت كاملي به يك ديود نيمه رسانا دارد.رابرت متس‌گر و چارلز پانتا از دانشگاه ميسي‌سي‌پي، درصدد آن بودند كه اين فكر چندين ساله را به كرسي عمل بنشانند و با مولكول‌هاي مشابه به همان نتيجه دست يافته‌اند.
اين شاخص‌ها را چگونه بايد به‌دست آورد؟ و چگونه بايد با هر يك از مولكول‌ها دايره‌ي ارتباط را برقرار ساخت؟ گرچه روي اين مسأله كار شده است اما تاكنون براي اثبات علمي هيچ كدام تاكنون توفيقي حاصل نشده است.با وجود اين، اندازه‌هايي را كه آن‌ها براي يك ديود مولكولي ارائه كرده‌اند بسيار جالب به نظر مي‌رسد:طولِ دو دهم نانومتر، عرض يك دهم نانومتر، و ارتفاع پنج صدم نانومتر.بنابراين ادعا، ديود مزبور ده به توان منفي چهارده برابر حجم يك ديود نيمه رساناي امروزه (به ابعاد پنج ميكرون در پنج ميكرون در سه ميكرون)را خواهد داشت.
از مدت‌ها پيش پي برده بودند كه مولكول‌هاي آلي، مي‌توانند رساناي الكتريسيته باشند.به‌عنوان مثال، پلي استيلن كه خود يك نيمه رساناست تشكيل شده است از زنجيره‌اي متشكل از شمار زيادي اتم كربن كه به تناوب، به صورت ساده و مضاعف، به يك‌ديگر مربوط شده‌اند:…-C=C-C=C-C=C-… و به‌علاوه، به هر اتم كربن يك اتم هيدروژن نيز متصل است.الكترون دومِ موجود در ارتباط مضاعف، نسبتاً ساده حركت مي‌كند (اتصال پي)و مي‌تواند در انتقال الكتريسيته مورد استفاده قرار گيرد.
با پيوستن به ساير اتم‌ها يا گروه اتم‌ها، مثلاً وقتي به‌جاي قسمتي از اتم‌هاي هيدروژن بنشيند، قابليت رسانش پلي استيلن به اندازه‌ي يك فلز رسانا افزايش مي‌يابد.بنابراين، مي‌توان تصور كرد كه چنين زنجيره‌هاي مولكولي، به‌عنوان عامل هدايت ميان عناصر برقراري ارتباط، به كار گرفته شود، ولي ارسال علامت، لزوماً نبايد كه به صورت الكتريكي انجام شود.هم‌چنين موضوع موسوم به سوليتون‌ها در انتقال اطلاعات، مبهم باقي مي‌ماند. پيشاهنگ طرح اين فكر، فورست كارتر از آزمايشگاه ناوال در واشنگتن بود كه يكي از سخت‌كوش‌ترين افراد در بخش الكترونيك هسته‌اي محسوب مي‌شد و در ماه مارچ سال 1983 ميلادي، چندمين كارگاه سيستم‌هاي الكترونيك هسته‌اي را در واشنگتن سازمان داد كه به‌طور يقين با اهميت‌ترين دانشمندان از چهار گوشه‌ي جهان در آن شركت كردند تا به اين مسائل بپردازند. سوليتون‌ها، ساختارهايي موجي هستند كه در بسياري از فرايند هاي غيرخطي ظاهر مي‌شوند.برخلاف امواج خطي نور در خلأ، به صورت امواج تپه‌اي شكل و به‌طور جدا از هم ظاهر مي‌شوند. سوليتون با شكل و سرعت ثابت حركت كرده و مي‌تواند بدون هيچ اشكالي با سوليتون ديگر درآميزد.
به نمونه‌هايي از سوليتون‌ها، مثلاً امواج درون يك كانال، يا ضربه‌هاي نوري در الياف شيشه‌اي – هنگامي كه شديد بوده و با اثر غيرخطي ظاهر شوند – مي‌توان اشاره كرد.هم‌چنين مي‌توان فكر كرد كه تك‌قطبي مغناطيسي كه اين همه مورد بحث قرار گرفته است – چنان‌چه اصلاً وجود داشته باشد – چيزي جز سوليتون نمي‌تواند باشد.ولي آيا در مولكول هم سوليتون وجود دارد؟ فورست كارتر به وجود سوليتون در مولكول، اطمينان مي‌داد.براي مثال، در مولكول‌هاي پلي استيلن و تركيب ساده و مضاعف اتم‌هاي كربن آن در اين‌جا، نكته‌ي مهم و تعيين كننده‌اي كه به آن برمي‌خوريم آن است كه در دو ساختار كاملاً مشابه از چنين مولكول‌هايي، وضعيت تركيب مي‌تواند به اين صورت‌ها باشد:A:…=C-C=C-C=C-C=… و B:…-C=C-C=C-C=C-…، و تفاوتي كه در آن ملاحظه مي‌شود ارتباط ساده و مضاعفي است كه جاي آن‌ها با هم عوض شده است.اينك مي‌توان زنجيره‌ي درازي از آن را درنظر گرفت كه در انتهاي سمت چپ داراي ساختار A، و در سمت راست داراي ساختار B باشد.در جايي ميان اين زنجيره، ترتيب محاسبه به نحو ديگري درخواهد آمد، زيرا يك اتم كربن از دست رفته و پيوند با دو اتم مجاور به صورت ساده درمي‌آيد:…=C-C-C=C-C=C-… اتمي كه به فاصله‌ي يك اتم بعد از اين اتم قرار گرفته، جريان مزبور، به آن ادامه يافته و پيوستگي مضاعف آن با اتم مجاور بعدي، همان‌گونه كه بايد باشد، ادامه پيدا مي‌كند.گذار از ساختار A به ساختار B با نشانه‌هاي زير صورت مي‌گيرد:
در يك ناحيه از زنجيره انجام مي‌شود.
مي‌تواند در طول زنجيره حركت كند.
فقط موقعي ناپديد مي‌شود كه به انتهاي زنجيره برسد.
اين دقيقاً همان شرايطي است كه وجود سوليتون را ممكن مي‌سازد.به ويژه نكته‌ي سوم در گذار و تبديل ساختارها به يك‌ديگر، براي سوليتون ضروري است، زيرا برطبق آن سوليتون وقتي ناپديد شده و از بين مي‌رود كه با حركت خود، از مولكول خارج شود.بنابراين، از مكانيسم مزبور مي‌توان در انتقال اطلاعات و هم‌چنين جمع‌آوري و ذخيره‌ي آن و طراحي وسيله‌ي برقراري ارتباط استفاده‌ي كامل به‌عمل آورد.هانس سيكسل از دانشگاه اشتوتگارت، در مورد برقراري ارتباط سوليتوني كه با تابش اشعه به كار مي‌افتد، طرحي ارائه داده است.بر اساس اين طرح بايد يك مولكول فتوكروم به زنجيره‌ي پلي‌استيلن وارد كرد.فتوكروم بدين معني است كه اشعه‌ي نور در مناسبات پيوندي مولكول‌ها، هم‌شكلي و هماهنگي آن‌ها را تغيير داده و اين امر از بيرون، به‌وسيله‌ي تغيير رنگ ماده مشاهده مي‌شود.سيكسل، به‌طور مشخص، ساختماني از ساليسيلي دينانيلين را پيشنهاد مي‌كند.اين مولكول، حاوي يك بنزول حلقه‌اي شكل است كه به‌عنوان حلقه‌اي از حلقه‌هاي زنجيره شمرده مي‌شود.درحالت اول كه پيوند آن، چه به صورت ساده و چه به صورت مضاعف باشد سوليتون‌ها مي‌توانند در طول آن حركت كنند.حال چنان‌چه نوري با بسامد معين به آن تابيده شود پيوندها به‌صورت مضاعف به حلقه ي بنزول و بقيه‌ي اجزاي متشكله‌ي ساليسيلي دينانيلين بسته مي‌شود آن‌گاه در زنجيره يك بازوي پيوند به صورت ساده باقي مي‌ماند كه مانع عبور سوليتون مي‌گردد.با بسامد ديگري از نور، مي‌توان مولكول را به حالت اول بازگرداند و به همين نحو، به طور دل‌خواه عمل قطع و وصل را انجام داد.
فارست كارتر بر پايه‌ي مكانيسم سوليتون، انجام يك رشته اختراع‌ها را ميسر مي‌داند.اختراع‌هايي مانندِ موج‌ياب سوليتون، قطع و وصل سوليتون، مولد يا ژنراتور سوليتون، تقويت كننده‌ي سوليتون، و خازن سوليتون.هرچند ممكن است اين انديشه‌ها بسيار جالب به‌نظر برسند، اما نبايد فراموش كرد كه همه‌ي آن‌ها در حال حاضر هنوز واقعيت نيافته‌اند.آزمايش‌هاي گوناگون حتي يك‌بار هم به اثبات چيزي نيانجاميده است بلكه اين ابهام را افزون‌تر تموده است كه آيا واقعاً در پلي استيلن، سوليتون وجود دارد يا نه. هنوز به درستي معلوم نيست با چه شتابي گسترش مي‌يابند، چه مقدار انرژي با خود حمل مي‌كنند؛ تازه پس از روشن شدن اين‌ها، جنبه‌ي عملي آن مورد پرسش قرار مي‌گيرد.
اين انديشه‌ها در مورد مكانيسم برقراري ارتباط، از ديدگاه نظري كم و كسري ندارند.هر مولكول كه در هم‌شكلي و هماهنگي ثابت و متفاوت از نوع ديگر ظاهر شده و زير تأثير عامل خارجي به صورت ديگري درآيد مي‌تواند براي اين امر، مناسب به شمار آيد.در يك مولكول كه پيوندهاي هيدروژن در آن مثلاً به صورت-O-H…O باشد هيدروژن مي‌تواند با ايجاد يك ميدان الكتريكي جا‌به‌جا گردد، بدين صورت كه از گروه -OH يك گروه =O- و عكس آن =O...H-O- ايجاد شود.
فرض كنيم كه برقراري ارتباط مولكولي واقعاً همان‌گونه كه از آن انتظار داريم به‌عمل درآيد.در اين صورت اين پرسش پيش مي‌آيد كه چگونه مي‌توان آن‌ها را با يك‌ديگر يك‌جا فراهم آورد.در مورد عناصري با ابعادي چنين ريز و كوچك، بايد كه مكانيسم‌هاي ارگانيك آن‌ها را يافت.يك راه آن عمل به گفته‌ي كوين‌اولمر است.بنابر عقيده‌ي او، عناصر ارتباطي، حتي به‌صورت پروتئين نيز مي‌تواند ساخته شود.نقشه‌ي ساختماني پروتئين مزبور را مي‌توان با روش‌هاي ژن-تكنيكي در دي.ان.اِي.باكتري‌ها بهوجود آورد.
در يك مخمر، باكتري‌هاي كشت داده شده و مقدار مورد نياز پروتئين را تهيه مي‌كنند.هزينه‌ي اين كار – در مقايسه با توليد VLSI - بسيار ناچيز است.بر اين اساس، مي‌تواند تمام هسته‌ي كامپيوتر، ساخته شده و تكثير گردد.دي.ان.اِي.نه تنها حاوي كليد توليد شيميايي پروتئين است، بلكه فراتر از آن، براي ساختمان تمام ارگانيسم ها نيز لازم است. مثلاً در توليد انسولين، ساختار ژن‌ها كاملاً مشخص است.كنترل ژنتيكي است كه در توليد انسولين فقط در سلول‌هاي معيني اثر مي‌گذارد، در حالي كه دي.ان.اِي.در همه‌ي سلول‌هاي بدن به يك شكل وجود دارد.از اين رو ساختار ژن ها مي‌تواند پروتئين را به‌عنوان هسته‌ي اوليه‌ي ساختمان يك كامپيوتر توليد كند و كنترل ژن‌ها، آن را به سوي هدف‌هاي مورد نظر هدايت نمايد.بنابراين مي‌توان فكر كرد كه با مقايسه‌ي ارگانيسم‌هاي بسيار ساده‌ي اوليه، طرح ساختمان يك بيوكامپيوتر با كد كردن ژن‌ها و پيوست آن از طريق دي.ان.اِيِ.باكتري‌ها انجام‌پذير باشد.
ولي همه‌ي اين‌ها فقط نوايي است كه در آينده به گوش خواهد رسيد.وضعيت امروزي الكترونيك هسته‌اي را مي‌توان با ميكروالكترونيك سال 1926 مقايسه كرد.در آن زمان، ژوليوس اوگارليلينفلد، اثر ميدان ترانزيستور (اف اي تي)را فقط به صورت نظريه به ثبت رساند؛ كسي نمي‌دانست چگونه بايد به آن جامه‌ي عمل پوشاند. تنها هنگامي كه در سال 1948 ميلادي توسط باردين، براتاين و شوكلي، ترانزيستورهاي دوقطبي اختراع گرديد و بدين طريق تكنولوژي نيمه رساناها به وجود آمد، امكان آن فراهم شد تا انديشه‌هاي ليلينفلد به واقعيت بپيوندد. امروز نيز تقريباً تمام ميكروالكترونيك بر پايه‌ي اف اي تي بنا شده است. بديهي است كه الكترونيك هسته‌اي نيز بايد مورد پرسش‌هاي نقادانه قرار گيرد، ولي اين‌كه براي برخي پرسش‌ها پاسخي يافت نشده است به معني اين نيست كه نتيجه بگيريم كه همه‌ي آن‌ها زاييده‌ي تخيل محض هستند.
پرسش‌هاي چندي در اين زمينه وجود دارد از جمله:وسيله‌ي برقراري ارتباط در تراشه‌هاي ميكروالكتروني امروزي، با تمام كوچكي ساختار آن ها، به صورت مجموعه‌اي از داده‌هايي به اندازه‌ي حداكثر صد هزار تا يك ميليون است كه توسط تعداد بي‌شماري از الكترون‌ها حمل مي‌شود.دستگاه پيشنهادي الكترونيك هسته‌اي، برخلاف آن، با چند اكترون يا سليتون كار مي‌كند. بنابراين، امكان پديدار شدن نوسان‌هاي محاسبه‌اي در مقياسي فراوان وجود خواهد داشت كه در عمل مكانيكي كوانتم‌ها، خود را ظاهر مي‌سازند. فعاليت قطعه‌ها، براثر ايجاد گذرگاه مكانيكي كوانتوم‌ها انجام مي‌گيرد. ولي در همين امر نيز به واسطه‌ي ايجاد گذرگاه هاي ساخته شده توسط الكترون‌ها در بعضي قسمت‌هاي ديگر و مستقل از گذرگاه‌هاي برنامه ريزي شده‌ي مورد نظر، بروز اشتباه هاي فراوان در ارتباط ممكن مي‌گردد.از اين رو، معماري يك كامپيوتر هسته‌اي يا بيوكامپيوتر بايد به‌گونه‌اي خاص طراحي گردد، به صورتي كه در آن، بسياري از عناصر، به موازات يك‌ديگر وظيفه‌ي مشترك و همساني داشته باشند تا بدين وسيله، اشتباه‌هاي محاسبه‌اي آن اصلاح شود.
زماني كه به ياري ژن-تكنيك، تهيه‌ي عناصر متشكله‌ي كامپيوتر ممكن گرديد، آن‌گاه تمام ساختمان كامپيوتر در ارتباط با انحراف از نقشه‌ي اوليه، دقيقاً محاسبه مي‌شود. مسأله‌ي مهم‌تر اين كه، تابش‌هاي خارجي، پيوند هاي مولكولي را به هم مي‌ريزد و اين به‌هم‌ريختگي موجب تغيير ارتباط مي‌گردد.حتي نور معمولي نيز مي‌تواند در اين مورد نقشي مهم داشته باشد.بنابراين بايد با محاسبه‌ي معماري آن، بروز چنين تغييري در ژن‌ها را به‌طور انعطاف‌پذيري مهار كند.
به هر حال، افزايش حساب شده‌ي عمليات كامپيوتر، بيش از اين ديگر با كوچك‌تر كردن عناصر متشكله‌ي آن، نمي‌تواند مورد استفاده واقع شود؛ زيرا احتمالاً ضريب بالايي از اشتباهات را به همراه خواهد داشت.حال، مسأله‌ي برهم‌كنش، مسأله‌ي ارتباط با جهان است كه باقي مي‌ماند.در جايي كه بايد اطلاعات به‌دست آمده از سيستم هسته‌اي در دسترس استفاده كنندگان قرار گيرد، چگونه بايد ساختاري چنين ظريف اين ارتباط را برقرار سازد؟ طول موج‌هاي مختلف و فراوان نور، ساختارهاي ظريف مولكولي را انتخاب كرده و به هم پيوند مي‌دهد و درست به همين جهت نمي‌توان اجزاي متشكله‌ي ميكروالكتروني را به‌طور دل‌خواه كوچك‌تر نمود. عناصر رساناي مولكولي را بايد در نقاط ارتباطي، مثلاً به سيم‌هاي ضخيم‌تر يا مولكول‌هاي درشت‌تر، متصل كرد تا سطح تماس بزرگ‌تري بهوجود آيد كه بتواند به‌وسيله‌ي نور، هدايت شود.در اين مورد نيز، در حال حاضر، به‌جز اين، انديشه‌ي مشخص ديگري وجود ندارد.
اما در سوي ديگر، طبيعتي قرار دارد كه بر پايه‌ي فعاليت‌هاي مولكول‌ها مي‌تواند با سيستم بسيار هوشمندانه‌تري از كامپيوترها عمل نمايد و كار آن، برخلاف تمام ادعاهاي اعجاب‌انگيز در مورد كامپيوتر، مي‌تواند دقيق و خالي از نقص باشد.براي رفع هر سوء تفاهمي بايد گفت:هدف بيوكامپيوتر و منظور از بحثي كه در بالا بدان اشاره شد اين نيست كه مثلاً تقليدي از مغز انساني شود، بلكه صرفاً جانشين ساختن مولكول و هرچه كوچك‌تر نمودن هسته‌ي اوليه‌ي عناصر نيمه رساناي امروزي است، در حالي كه همواره اطلاعات بايد به شيوه‌ي رقمي برپايه‌ي دوفازي در آن ذخيره شده و روي آن كار شود.
نوع مطلب : 
