В пробирке плавают молекулы. Их количество — скажем, концентрация какого-то белка — становится входным сигналом. А на выходе нужен не просто мутный раствор, а чёткий ответ вроде «да» или «нет».
Авторы работы строят химическую цепочку, которая делает именно это. Она принимает одно вещество с концентрацией от нуля до единицы и выдаёт последовательность всплесков — как азбука Морзе, только химическая. Каждый всплеск означает «включено», его отсутствие — «выключено». Так молекулы сами переводят аналоговый сигнал (плавное изменение концентрации) в цифровой код.
Ошибки тут неизбежны — как шум в старом радио. Но авторы разбирают, откуда они берутся, и показывают, что точность можно сделать сколь угодно высокой. Для этого достаточно настроить константы скоростей реакций — то есть то, насколько быстро одни вещества превращаются в другие. В перспективе такой «мокрый» вычислитель встроят в живую клетку, и он будет следить за её состоянием без всяких проводов.
Химические реакции могут решать дифференциальные уравнения — те самые, что описывают колебания маятника или рост популяции. Только вместо чисел — концентрации веществ, а вместо сложения — смешивание.
В романе «Роза и червь» Роберта Ибатуллина описаны молекулярные компьютеры, растущие прямо в питательном бульоне — почти как предсказание этой работы.