Les puces en silicium dominent l’informatique depuis des décennies. Ils sont rapides. Ils sont fiables. Ils rencontrent également des limites physiques. Entrez dans une petite machine biologique composée de 32 brins d’ADN. Cela a juste fait quelque chose d’impressionnant. Il a extrait les racines carrées de chaque carré parfait jusqu’à 900.
Les résultats sont dans la revue Small. L’expérience prouve que l’informatique biologique dépasse la théorie. Elle entre dans le domaine des applications pratiques.
Comment l’ADN calcule les mathématiques
Les ordinateurs ordinaires utilisent des bits. Ce sont des zéros et des uns. Les ordinateurs à ADN utilisent des bases. Adénine. Cytosine. Guanine. Thym. Ces lettres font office de code binaire. En les organisant dans des séquences spécifiques, les chercheurs peuvent construire des portes logiques. Ces portes remplissent des fonctions mathématiques.
Il y avait un piège. Les premières versions de cette technologie avaient du mal à gérer des nombres plus élevés. La limite ? Ils ne pouvaient gérer que des nombres binaires de 4 bits. Cela restreint considérablement la gamme de calculs. Vous ne pouvez pas calculer la racine carrée de 900 avec 4 bits.
L’équipe avait besoin d’une gamme plus large. Il leur fallait 10 bits.
Encodage de la solution
Pour combler cette lacune, les chercheurs ont modifié leur approche. Ils ont codé des nombres dans l’ADN en utilisant des combinaisons de dix éléments de base. Chaque combinaison représentait une racine carrée spécifique. La plage couvrait les nombres de 1 à 900.
Il ne s’agissait pas seulement d’un codage théorique. Ils ont attaché un marqueur de fluorescence aux brins d’ADN. Cela a rendu les résultats visibles. Lorsque l’ordinateur a terminé le calcul, la couleur a révélé la réponse.
La mécanique du calcul biologique
Le processus reposait sur l’hybridation moléculaire. Il s’agit de la séparation et de la reformation de l’ADN double brin. Les chercheurs ont également utilisé le déplacement de brin. Cette technique permet à un brin d’en expulser un autre dans une séquence.
Voici comment cela a fonctionné en pratique :
- Codage : Les nombres ont été écrits dans des séquences d’ADN.
- Réaction : Les brins ont subi une hybridation et un déplacement.
- Identification : Le marqueur de fluorescence a mis en évidence le résultat correct.
Le système a efficacement résolu le problème en manipulant physiquement les molécules. Le changement de couleur a servi de résultat.
Au-delà des limites du silicium
Les processeurs actuels sont puissants. Ils ne sont pas illimités. Certains problèmes sont trop complexes pour le matériel standard. L’informatique biologique offre une voie différente.
Chunlei Guo, l’un des auteurs de l’étude, s’est entretenu avec New Scientist. Il a suggéré que les ordinateurs à ADN pourraient résoudre des problèmes actuellement impossibles à résoudre. Ils pourraient gérer des ensembles de données qui submergent les puces à base de silicium.
La technologie en est encore à ses balbutiements. Il n’est pas prêt à remplacer votre ordinateur portable. Vous n’échangerez pas de si tôt votre bureau contre des tubes à essai. L’infrastructure n’est pas là. La vitesse n’est pas là. Pourtant, le potentiel est indéniable.
Cette expérience montre que le calcul ne doit pas nécessairement avoir lieu dans un boîtier scellé sous vide. Cela peut arriver dans un tube. Cela peut arriver en biologie. La question n’est plus de savoir si cela peut fonctionner. La question est de savoir ce que cela résoudra ensuite.
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