Die Möglichkeit molekularer Mikroschaltungen scheint in der Geschichte der Computertechnik verhältnismäßig früh erkannt worden zu sein, denn bereits vor acht Jahren hat Dr. Mark A. Raten von der Northwestern University entsprechende Vorschläge gemacht. Es ist aber nicht das einzige Gebiet, mit dem sich die heutige molekular-elektronische Forschung beschäftigt.
Dr. James H. McAlear, Biophysiker und Präsident der EMV Associates Inc. in Rockville, hat sich der Genetik zugewandt und hofft, durch Eingriffe an Molekülen und Bakterien zu funktionsfähigen Einzelmolekül-Mikroschaltungen zu kommen. Er arbeitet zu diesem Zweck mit der Genex Corp. zusammen, deren Forschung sich auf die Teilung von Genen verlegt hat.
Wie McAlear sagt, lassen sich unterschiedliche Arten von Molekülen, die auf natürliche Weise zusammengefügt worden sind, extrahieren und erneut zusammenbringen. Bei der Rückkehr nehmen sie wieder dieselbe Stellung ein. McAlear und seine Mitarbeiter stützen sich bei ihren Versuchen auf bekannte Erscheinungen lebender Organismen. So enthalten beispielsweise Enzyme genetische Informationen, die nicht nur kundtun, was sie sind und was ihre Aufgabe ist, sondern auch, wo sie hingehören.
Durch Trennung von Makromolekülen, die denen im Hämoglobin sehr ähnlich sind, und eine genetische Änderung ihrer Struktur hofft McAlear neuartige Moleküle zu erzeugen, die tatsächlich dazu gebracht werden könnten, sich zu computerartigen Gebilden zusammenzuschließen. Das Molekül könnte sich zu einer Konfiguration gruppieren, die im Hinblick auf die Organisation der Oberfläche vorhersagbar ist, sagt er. Mit anderen Worten: Das Molekül macht eine chamäleonartige Änderung durch und verwandelt sich aus dem einen Zustand in ein Gebilde, das einer Rechenschaltung entspricht.
Die Vorgehensweise der EMV unterscheidet sich von der Methode von Prof. Robert M. Metzger, Professor für Chemie an der University of Mississippi. McAlear und seine Mitarbeiter verwenden existierende biologische Systeme und Verfahren zur Erzeugung funktionsfähiger Schaltkreise. Demgegenüber arbeitet Metzger praktisch von Punkt Null ausgehend und versucht, ein elektronisch ansprechendes synthetisches Molekül zu schaffen. Allerdings rechnet er wegen den mit solchen Versuchen verbundenen Schwierigkeiten nicht damit, schon vor 1985 ein funktionsfähiges Molekül zu erhalten oder überhaupt nennenswerte Fortschritte zu machen.
Tendiert zur Science fiction
Alles, was einer Entwicklungszeit von mehr als zehn Jahren bedarf, tendiert seines Erachtens zur Science-fiction. Man darf dabei aber nicht vergessen daß Science-fiction schon oft zu neuen Technologien geführt hat.
Die meisten biotechnischen und genetischen Forschungsprojekte in den Vereinigten Staaten werden von der National Science Foundation gefördert. Aber auch die Regierung führt in großem Umfang Forschungen auf dem Gebiet der Molekularelektronik durch. Die Leitung darüber hat Forrest Carter, Direktor für Molekularelektronikforschung am Naval Research Laboratory in Washington.
Die EMV finanziert ihre Forschungsarbeiten durch eine Kombination von Forschungsaufträgen der National Science Foundation (NSF) und einem Teil ihrer Erlöse aus dem Vertrieb biologischer und chemischer Stoffe an andere Unternehmen, die sich genetischen Forschungen befassen oder selbst an irgendwelchen biologischen Computerprojekten arbeiten. Zur Avantgarde der Forschung gehören aber auch einige Großunternehmen. So arbeitet die Rockwell International Corp. an der biologischen Züchtung von Mikroschaltkreisen und vielleicht sogar schon an einem molekularen Rechner. Auch hier nimmt der Wettbewerb zu.
Für den Stand der amerikanischen Elektromolekularforschung hat sich bereits die französische Regierung interessiert und ein japanisches Unternehmen hat einen Fuß in die Tür gesetzt, indem es ein Abkommen mit der EMV zwecks Repräsentation im Ausland abgeschlossen hat.
Trotz der in den Vereinigten Staaten betriebenen wissenschaftlichen Arbeit glaubt McAlear, daß - wenn die genetische Forschung überhaupt zu erwertbaren Ergebnissen führen sollte - die Japaner wahrscheinlich als erste einen biologisch-elektronischen Schaltkreis oder sogar Computer auf dem Markt anbieten werden. Die Japaner sind nämlich in der Lage bei langwierigen Entwicklungsprojekten mit einem Zeitaufwand von zehn bis zwanzig Jahren zu planen, während die Mikroelektronikindustrie in den USA sich nur mit sehr kurzfristigen Projekten abgeben kann: "Ein oder zwei Jahre, mehr ist nicht drin".
Tim Scannell gehört zur Redaktion der COMPUTERWORLD.
Aus der COMPUTERWORLD Nr. 16 vom 19. 4. 1982 übersetzt von Hans J. Hoelzgen, Böblingen.