作者段跃初

在科技飞速发展的今天，计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。从最初的电子管计算机到如今的超级计算机，计算机技术的进步可谓日新月异。而最近，一则关于首台生物电脑问世的消息引起了广泛关注，人们不禁好奇：这究竟是真的吗？如果是，生物电脑又是什么？它和我们平常使用的电脑有何不同？性能又如何呢？今天，就让我们一起来揭开生物电脑的神秘面纱。

2025年3月，澳大利亚初创公司Cortical Labs在西班牙巴塞罗那MWC 2025正式发布了全球首台商用生物计算机CL1，这一成果标志着计算机领域的又一次重大突破，开启了生物计算机商业化的大门。

生物电脑，简单来说，就是利用生物分子代替硅，实现更大规模的高度集成的计算机 。传统计算机的芯片是用半导体材料制成的，而生物电脑的核心元件则是生物分子，比如蛋白质等。这些生物分子具备独特的物理和化学性质，能够用于信息的存储、传输和处理 。以CL1为例，它采用了人类真实神经元与硅芯片结合的技术，开创了合成生物智能的新方向。在CL1的硅芯片表面，有实验室培育的人类神经元，这些神经元能够响应电信号，形成与生物大脑类似的信息处理网络 。该系统被设计为允许双向通信，其中电脉冲刺激神经元，并记录和分析它们的反应 。为了维持神经元的活力，CL1配备了一个生命维持系统，该系统调节温度、气体交换和其他必要条件 。

目前，全球首台商用生物计算机CL1是由澳大利亚的初创公司Cortical Labs研发并发布的 。不过，生物电脑的研究是一个全球性的科研热点，许多国家的科研团队都在这个领域投入了大量的精力，包括美国、英国、以色列等国家的科研人员也在生物电脑相关技术上取得了不少重要进展 。比如，以色列理工学院和麻省理工学院的科学家共同合作，将电气工程概念与生物工程工具结合在一起，首次在活细胞中创造出用于执行人工神经回路等复杂功能的细胞“生物计算机”

传统电脑主要由电子元件如CPU、GPU、内存、硬盘等构成，这些元件基于半导体技术，通过电子信号来处理和存储信息 。而生物电脑则引入了生物元件，像CL1直接将人类神经元集成到硅芯片上，没有传统意义上的CPU、GPU和内存条 。它依靠真实的神经元来完成信息处理任务，其硬件构成更具生物特性，打破了传统计算机硬件的固有模式 。

传统电脑遵循的是基于二进制的数字计算模式，通过电路的通断来表示0和1，进行各种逻辑运算和数据处理 。而生物电脑的计算模式更接近生物的思维方式 。以CL1为例，它的神经元能够对外部刺激作出反应并向芯片发送信号，同时芯片以脉冲信号进行反馈，实现信息处理 。这种模式下，生物电脑具备自我组织、自适应学习的能力，类似于自然生物，有进化和适应环境的潜力 ，这是传统电脑难以企及的 。

传统电脑在运行过程中需要消耗大量的电能，尤其是高性能的计算机，其能耗问题更为突出 。同时，由于电子元件在工作时会产生热量，散热也是传统电脑需要解决的重要问题，复杂的散热系统不仅增加了成本，还占据了一定的空间 。相比之下，生物电脑能耗极低 。例如CL1整机功耗大约850W至1000W，且其生物元件在运行时产生的热量较少，不需要像传统电脑那样复杂的散热设备 。

从存储密度来看，生物电脑有着巨大的优势 。单个的细菌细胞，大小只有1微米见方，与一个硅晶体管的尺寸差不多，但是却能成为容纳超过1M字节的DNA存储器 。生物芯片上生物计算机的元件密度比人的神经密度还要高100万倍 。而传统电脑的存储元件在单位面积上的存储密度相对较低 。不过在实际应用中，目前生物电脑的存储稳定性等方面还需要进一步提升，传统电脑在数据存储的可靠性和长期保存方面有着成熟的技术和经验 。

生物电脑在学习和适应能力上表现卓越 。如CL1在训练玩街机游戏Pong时，仅用5分钟就学会了，而传统的AI可能需要训练几个小时 。这得益于其自适应学习模式，它能够根据外界环境的变化实时调整学习策略，就像人类大脑一样能够快速学习新知识和适应新环境 。这种强大的学习和适应能力，使得生物电脑在处理复杂多变的任务时具有明显优势 。

虽然目前生物电脑的运算速度在某些方面还无法与超级计算机相媲美，但是从理论上来说，生物电脑有着巨大的发展潜力 。生物芯片传递信息的速度比人脑的思维速度快100万倍 ，随着技术的不断完善，未来生物电脑在运算速度上有望取得重大突破 。而且，生物电脑的并行处理能力使其能够同时处理多个任务，提高了整体的运算效率 。

生物电脑具有较高的人工智能潜力 。它可以彻底实现现有计算机所无法真正实现的模糊推理功能和神经网络运算功能，能够如同人脑那样进行思维、推理，能认识文字、图形，能理解人的语言 。这意味着生物电脑未来可以承担各种复杂的工作，成为人们生活和工作中更智能的伙伴 。

生物电脑具备一定的可靠性和自愈能力 。其生物元件具有自我组织和自我修复的功能，当芯片上的某些元件出现故障时，能够自动进行修复 。这与传统电脑芯片损坏后难以自动修复形成了鲜明对比，大大提高了系统的稳定性和可靠性 。

生物电脑的问世无疑是计算机领域的一次重大变革，它为我们展现了一个全新的计算机发展方向 。虽然目前生物电脑还处于发展初期，存在成本高、技术不完善等问题，但其独特的优势和潜力让我们对未来充满期待 。随着技术的不断进步和突破，生物电脑有望在医学、脑机接口、机器人、人工智能等领域发挥重要作用，彻底改变我们的生活和工作方式 。也许在不久的将来，生物电脑将像今天的智能手机一样普及，成为我们生活中不可或缺的一部分 。

来源: 科普文讯