DNA 컴퓨팅 : 응용과 난제

전문가 제언

○ 현재의 컴퓨터로는 만족할 수 없을 정도의 대규모 계산이 고에너지 물리, 생의학, 신약 개발, 생물정보, 천체 물리 등의 분야에서 요구되고 있다. 이들을 지원하는 현실적 대안으로, 미국의 TeraGrid, EU의 EGEE II 등 프로젝트에서 20,000 CPU 병렬처리, 40Tflops, 10PTB 스토리지를 제공하는 그리드 인프라들을 건립 중이다.

○ 한편 현재 컴퓨터의 기본 개념인 실리콘 반도체 기반의 폰 노이만형의 한계를 극복하기 위한 이상적 대안으로 양자계산(Quantum Computing), DNA 계산, Nano 계산 등 새 패러다임의 컴퓨터를 개발하려는 노력이 활발히 진행되고 있다. 이들은 모두 물질분자가 갖는 타고난 작용, 대규모 병렬성, 저장성을 기반으로 하는 원리다.

○ 양자계산은 많은 변수를 큐빗으로 구성된 초 상태로 나타내어 자기공명이란 양자역학적 작용을 통해 동시에 처리함으로써 Pentium IV로 10억년 걸리는 계산을 양자계산으로 1초에 할 수 있게 한다. 그러나 이는 실리콘 반도체 기술의 한계성 때문에 성취되지 못하고 있다.

○ DNA 계산은 DNA의 나노구조의 자기조립 기능, 고유의 병렬성, 고저장성 등을 이용하여 지수함수나 NP-완성 급의 난문제의 해답을 일정시간에 얻을 수 있게 한다. 불가능을 가능하게 하는 이와 같은 잠재적 성능이 TSP, SAT 같은 잘 알려진 NP 문제의 DNA 계산으로 실증되었다.

– 그러나 DNA 계산은 이런 문제를 푸는 과정에서 DNA가 자기 복제되어 그 수가 지수 함수적으로 늘어나는 문제에 봉착한다. 이에 대한 해결책으로 AI 탐색기법 또는 유전학적 알고리즘(Genetic Algorism) 알고리즘들이 사용된다.

○ DNA 계산이 범용으로 실용화되려면 많은 시간이 걸리겠지만, 현실적으로 생화학회로, 생전자회로 기술, 고분자 취급, 분자 공정관리, 분자진단에서 혁명적 변화를 일으킬 것으로 예측된다. 국내에는 DNA 컴퓨팅 연구가 미약한 것으로 판단되며, 상기 응용분야는 미래 핵심적 원천기술 분야로 설정하여, 특별한 정책적 육성이 필요하다고 본다.

저자

Ezziane, Z

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2006

권(호)

17(2)

잡지명

NANOTECHNOLOGY

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

27~39

분석자

신*필

분석물

• 응용과 난제.pdf [254,101 byte]

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