L'ADN est une mémoire mais il peut aussi servir à calculer.© CNRS

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Des processeurs à ADN pour transformer nos ordinateurs en supercalculateurs

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Par Nathalie Mayer, Futura

En exploitant les superbes propriétés de l'ADN, des chercheurs britanniques espèrent réaliser des ordinateurs qui se développent au gré des calculs. De quoi faire d'une machine de bureau un supercalculateur. Et qui plus est énergétiquement sobre.

 Imaginez un ordinateur qui entrerait dans un labyrinthe. Au premier embranchement, il n'aurait pas d'autre choix que de suivre un chemin au hasard, quitte à faire ensuite demi-tour pour trouver sa route. Une situation à laquelle le supercalculateur imaginé par une équipe de l'université de Manchester (Royaume-Uni) échappe en un rien de temps. Comment ? En se dupliquant lui-même. Une propriété qui lui permet d'explorer simultanément les deux chemins pour sortir du labyrinthe plus rapidement.

Cette prouesse, le supercalculateur britannique la doit à des processeurs conçus à base d'ADN. Un avantage majeur sur les ordinateurs classiques qui comptent forcément un nombre limité de puces en silicium. Et même sur les ordinateurs quantiques. Car, même si ceux-ci ont aussi la capacité d'explorer deux chemins en même temps, ils ne peuvent le faire que sous certaines conditions de symétrie.

Les supercalculateurs — ici le IBM Blue Gene/Q — prennent aujourd’hui beaucoup de place. Demain, grâce à l’ADN, ils pourront peut-être se réduire à la taille d’un ordinateur de bureau. © Argonne National Laboratory, domaine public

Vers des supercalculateurs bioniques ?

Selon les chercheurs de l'université de Manchester, la petite taille des molécules d’ADN permet de rêver à des ordinateurs de bureau plus performants que les plus puissants des supercalculateurs actuels. Comprenez aussi bien plus rapides que moins consommateurs d’énergie.

On pensait que la machine de Turing universelle non déterministe ne resterait, pour longtemps encore, qu'une simple vue de l'esprit. Mais avec cette étude, les scientifiques britanniques semblent avoir fait la preuve qu'il est possible de transformer le rêve en réalité. Et ce grâce à des molécules d'ADN qui se dupliquent créant une sous-machine pour chaque transition possible.

Pour en savoir plus

Le « calcul » basé sur l'ADN progresse

Article de l'Adit, paru le 24/03/2002

En 1994, le laboratoire de Leonard Adleman au sein de l'université de Californie du Sud a réalisé les premières expériences de calcul utilisant l'ADN.

Il s'agissait de résoudre le problème classique dit du commis voyageur qui consiste à trouver l'itinéraire le plus efficace pour passer par des villes différentes sans jamais revenir sur ses pas. C'est à ce type de problème que les chercheurs de l'université de Californie du Sud viennent à nouveau de s'attaquer en exploitant la capacité des nucléotides.

Si le calcul biologique est encore loin d'être aussi rapide que celui exécuté par un ordinateur, il permet d'ores et déjà d'envisager des applications très spécifiques. Ainsi un ordinateur à ADN, inséré à l'intérieur de cellules présentes dans un lac, aurait la capacité de déclencher une réaction de bioluminescence dès qu'une toxine serait détectée dans l'eau.

Interview 1/5 : les secrets de l'ADN  L’ADN est porteuse de l’information génétique. Chaque cellule possède un noyau constitué de chromosomes contenant de l’ADN. Nous avons interviewé Jean-Louis Serre, professeur de génétique, pour qu’il nous parle plus en détail de cette molécule contenue dans tout organisme vivant. 

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