傳統概念的電子計算機在近半個世紀內飛速發展，先後經曆了電子管計算機、晶體管計算機、集成電路計算機、大規模和超大規模集成電路計算機時代。然而，目前晶體管的密度已接近當前所用技術的理論極限。雖然現在計算機的運行速率已經非常快，可是對天氣預報等巨型數據運算仍顯得不理想。而全新概念的計算機與傳統計算機截然不同，不是用傳統的半導體材料製造計算機元件，而是用新型材料，如用微生物細胞中的大分子做成計算機元件。用這種材料做成的計算機，則稱為微生物計算機。在這方麵研究得比較多的、最具代表性的新型元件材料有兩類：細菌視紫紅質(BR)和微生物的DNA。
細菌視紫紅質是鹽沼鹽杆菌代謝產生的一種蛋白質。它在光循環照射下，會按一定的順序發生結構變化。結構變化過程中的不同狀態，可以起到光開關的作用，分別表示二進製的“0”或“1”，用來記錄有關信息。據研究，細菌視紫紅質開關速率快，性能穩定，密集度高且耗能量低，因而是比較理想的計算機元件材料。
微生物的DNA分子是一條雙螺旋長鏈。鏈上核苷酸的序列反映各種遺傳信息，其中DNA分子中的大量密碼相當於計算機存儲的數據 。利用現代分子生物學技術，通過代謝中的某些酶對DNA分子的催化作用，可使機體內生化反應在瞬間完成。生化反應的過程相當於計算機實現運算的過程。因此，調控好代謝反應，以生化反應前的DNA序列作為輸入的數據，生化反應後DNA序列作為計算結果，就可製成微生物DNA分子計算機。這種微生物DNA分子計算機的最大優點在於其巨大的存儲容量和快速的運行速率，而且微生物DNA分子計算機消耗 的能量非常低。因此，它一出現就顯示出無比的優越性。如果微生物DNA分子計算機在結果檢測和人機界麵上有很好的突破，那麽，它將在很多性能方麵超越現在已有的計算機，從而推動計算機工業繼續迅猛地向前發展。
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