Le premier ordinateur à ADN fonctionnant sans électricité établit un nouveau record

L’informatique consomme aujourd’hui une quantité faramineuse de ressources. Parmi les alternatives moins énergivores explorées, des ordinateurs basés sur l’ADN, qui progressent rapidement comme le montre un nouveau record établi en Irlande.

Des alternatives nécessaires au silicium

Omniprésentes depuis des décennies, les machines à base de silicium intègrent des commutateurs, ou transistors, dont la manipulation rapide des états (activé ou désactivé) via la circulation d’un faible courant électrique permet d’effectuer des calculs complexes. À l’heure où les puces en intègrent des dizaines de milliards, la « facture énergétique » grimpe rapidement.

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Avec l’essor de l’IA et des centres de données, il devient indispensable de trouver des solutions moins énergivores. L’ADN, molécule qui contient les instructions nécessaires au fonctionnement de nos cellules, pourrait jouer un rôle dans ce domaine.

Si cette forme d’informatique a vu le jour dans les années 1990, avec des calculs impliquant une « compétition » entre différentes séquences génétiques ou « brins » plutôt que des commutateurs, concevoir un dispositif à la fois stable, fiable et autonome a longtemps constitué un défi pour les chercheurs.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, Damien Woods et ses collègues de l’université irlandaise Maynooth ont privilégié une approche sensiblement différente, combinant un « échafaudage » d’acide nucléique et de courts segments d’ADN plongés dans une solution saline tiède. « Nos molécules interagissent et forment une structure qui constitue la réponse au problème, sans nécessiter d’apport continu d’énergie », détaillent-ils.

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Nouveau record

Afin d’évaluer les performances du dispositif, l’équipe a exécuté plusieurs programmes différents, avec des calculs impliquant jusqu’à 100 chiffres binaires (les fameux 0 et 1), soit une quantité astronomique de combinaisons possibles. Il lui a fallu environ 30 secondes pour effectuer l’addition de 10 et 3, ce qui constitue un record pour un ordinateur ADN.

Bien qu’une telle puissance de calcul paraisse au premier abord ridicule, il convient de garder à l’esprit que cette forme d’informatique permet d’effectuer une quantité faramineuse d’opérations, ou réactions moléculaires, réalisées « en parallèle » au sein d’une seule et unique goutte de solution liquide.

Cette densité monstrueuse a également des implications majeures pour le stockage de données à grande échelle : un seul gramme d’ADN pourrait techniquement contenir des centaines de millions de gigaoctets d’information.

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En début d’année, une autre percée avait été réalisée dans le domaine de l’informatique biologique, avec des cellules cérébrales humaines ayant appris à jouer à Doom en quelques jours.