分子論理ゲート
分子論理ゲート(ぶんしろんりゲート)は、1つ以上の物理的・化学的入力と1つの出力に基づく論理演算を行う分子。この分野は、1つの化学的・物理的入力に基づく単純な論理系から、算術計算すなわちモレキュレーターおよび記憶保持アルゴリズムなどの組み合わせ処理や逐次処理が可能な分子へと進歩を遂げてきた。
単一入力の論理ゲートの場合、可能な出力パターンは4つある。入力が0のとき、出力は0か1であり、入力が1のとき、出力は0か1となる。起こる可能性のある4つの出力ビットパターンは、特定の論理タイプ:PASS 0, YES, NOT, PASS 1に対応している。PASS 0は入力が何でも出力が0である。PASS 1は入力が何でも出力が1である。YESは入力が1のとき1を出力し、NOTはYESの逆であり、入力が1のとき0を出力する。YES論理ゲートの例は以下に示す分子構造である。"1"出力は溶液中にナトリウムイオンが存在する(これが"1"入力となる)場合にのみ与えられる。
分子論理ゲートは、化学過程に基づく入力信号と、分光法に基づく出力信号で動作する。初期の水溶液に基づくシステムの1つは、scheme 1の化合物A,Bの化学的挙動を用いる。
化合物Aは、カルシウムに結合できる4つのカルボン酸アニオン基(および顕でない対カチオン)を含む受容体を上に有するプッシュプルオレフィンである。下にあるのは、水素イオンの受容体であるキノリン分子である。論理ゲートは以下のように動作する。