SwePub
Sök i LIBRIS databas

  Utökad sökning

id:"swepub:oai:lup.lub.lu.se:591de30a-6dad-428a-b840-160893bdf89e"
 

Sökning: id:"swepub:oai:lup.lub.lu.se:591de30a-6dad-428a-b840-160893bdf89e" > Design of network-b...

Design of network-based biocomputation circuits for the exact cover problem

Korten, Till (författare)
Dresden University of Technology
Diez, Stefan (författare)
Dresden University of Technology,Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics
Linke, Heiner (författare)
Lund University,Lunds universitet,NanoLund: Centre for Nanoscience,Annan verksamhet, LTH,Lunds Tekniska Högskola,Fasta tillståndets fysik,Fysiska institutionen,Institutioner vid LTH,Other operations, LTH,Faculty of Engineering, LTH,Solid State Physics,Department of Physics,Departments at LTH,Faculty of Engineering, LTH
visa fler...
Nicolau, Jr., Dan V. (författare)
Queensland University of Technology
Kugler, Hillel (författare)
Bar-Ilan University
visa färre...
 (creator_code:org_t)
2021-08-12
2021
Engelska.
Ingår i: New Journal of Physics. - : IOP Publishing. - 1367-2630. ; 23:8
  • Tidskriftsartikel (refereegranskat)
Abstract Ämnesord
Stäng  
  • Exact cover is a non-deterministic polynomial time (NP)-complete problem that is central to optimization challenges such as airline fleet planning and allocation of cloud computing resources. Solving exact cover requires the exploration of a solution space that increases exponentially with cardinality. Hence, it is time- and energy consuming to solve large instances of exact cover by serial computers. One approach to address these challenges is to utilize the inherent parallelism and high energy efficiency of biological systems in a network-based biocomputation (NBC) device. NBC is a parallel computing paradigm in which a given combinatorial problem is encoded into a graphical, modular network that is embedded in a nanofabricated planar device. The network is then explored in parallel using a large number of biological agents, such as molecular-motor-propelled protein filaments. The answer to the combinatorial problem can then be inferred by measuring the positions through which the agents exit the network. Here, we (i) show how exact cover can be encoded and solved in an NBC device, (ii) define a formalization that allows to prove the correctness of our approach and provides a mathematical basis for further studying NBC, and (iii) demonstrate various optimizations that significantly improve the computing performance of NBC. This work lays the ground for fabricating and scaling NBC devices to solve significantly larger combinatorial problems than have been demonstrated so far.

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Biologi -- Biofysik (hsv//swe)
NATURAL SCIENCES  -- Biological Sciences -- Biophysics (hsv//eng)
TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Elektroteknik och elektronik -- Datorsystem (hsv//swe)
ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering -- Computer Systems (hsv//eng)
NATURVETENSKAP  -- Fysik -- Annan fysik (hsv//swe)
NATURAL SCIENCES  -- Physical Sciences -- Other Physics Topics (hsv//eng)

Nyckelord

Biological computation
Exact cover
Network based biocomputation
NP-complete problems

Publikations- och innehållstyp

art (ämneskategori)
ref (ämneskategori)

Hitta via bibliotek

Till lärosätets databas

Hitta mer i SwePub

Av författaren/redakt...
Korten, Till
Diez, Stefan
Linke, Heiner
Nicolau, Jr., Da ...
Kugler, Hillel
Om ämnet
NATURVETENSKAP
NATURVETENSKAP
och Biologi
och Biofysik
TEKNIK OCH TEKNOLOGIER
TEKNIK OCH TEKNO ...
och Elektroteknik oc ...
och Datorsystem
NATURVETENSKAP
NATURVETENSKAP
och Fysik
och Annan fysik
Artiklar i publikationen
New Journal of P ...
Av lärosätet
Lunds universitet

Sök utanför SwePub

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

 
pil uppåt Stäng

Kopiera och spara länken för att återkomma till aktuell vy