Un grup de cercetători din Irlanda a construit un computer din ADN care nu are tranzistori, nu consumă curent electric și încape într-o picătură de apă sărată. Rolul componentelor îl joacă miliarde de fragmente de ADN.
Sistemul se numește Scaffolded DNA Computer (SDC) și este descris într-un studiu publicat pe 16 septembrie 2026 în revista Nature. În spatele lui stă o echipă de la Hamilton Institute și de la Departamentul de Informatică al Universității Maynooth, din Irlanda.
Ideea de bază este neobișnuită. În loc să consume energie pentru a împinge calculul din etapă în etapă, sistemul este construit astfel încât răspunsul corect să fie chiar starea cea mai stabilă energetic. Practic, calculul se face singur, pe măsură ce amestecul ajunge la echilibru.
Cum funcționează un computer din ADN
Rețeta experimentală este surprinzător de simplă. Un fir lung de ADN joacă rolul unui schelet cu mai multe poziții de legare. Peste el se adaugă fragmente scurte de ADN, un fel de piese de puzzle molecular, într-o soluție sărată care este mai întâi încălzită, apoi răcită.
Fiecare piesă are secvențe care se potrivesc doar cu anumite poziții de pe schelet și doar cu anumiți vecini. Programul este dat chiar de setul de piese introduse în eprubetă: schimbi piesele, schimbi calculul.
Piesele concurează între ele pentru locuri. Configurația în care toate potrivirile sunt corecte este și cea mai stabilă, așa că sistemul ajunge la ea de la sine, fără supraveghere.
„Partea ingenioasă este că procesul de legare este competitiv: moleculele de ADN concurează între ele pentru a desemna un câștigător, cel care reușește să se lege de schelet; toată această agitație și competiție procesează informația și execută un calcul”, a explicat Damien Woods, profesor de informatică la Universitatea Maynooth și coautor al studiului.
Ce operații a rezolvat și cât au durat
Echipa a testat zece programe: înmulțire cu 3, împărțire la 2, detectarea parității pe opt biți și adunarea unor numere pe 25 de biți, adică un calcul de 100 de biți.
În total, cercetătorii raportează peste 700 de calcule realizate în cadrul experimentelor. O adunare simplă, de tipul 10 plus 3, a durat aproximativ 30 de secunde.
Operațiile mari cer însă răbdare. Pentru sume cu rezultate cuprinse între aproximativ 11 și 34 de milioane, sistemul a avut nevoie de până la 14 ore.
Comparația cu un procesor de siliciu nu are rost aici. Meritul nu este viteza, ci faptul că un amestec de molecule ajunge la rezultatul corect fără pași controlați strict și fără un mecanism separat de corectare a erorilor.
Un calculator molecular care poate fi refolosit
Multe experimente anterioare de calcul molecular au fost demonstrații de unică folosință. SDC a fost gândit altfel: trei dintre programe au fost rulate din nou de până la 24 de ori.
Cel mai neobișnuit test a venit după un an și jumătate. Proba se uscase parțial, dar a fost readusă la viață cu apă, iar calculul a putut fi reluat.
La ce ar putea folosi, realist
Autorii sunt prudenți și precizează în studiu că aplicațiile practice rămân, deocamdată, speculative. Direcțiile luate în calcul sunt stocarea moleculară de date, formele de calcul cu consum redus și dispozitive care ar putea funcționa în interiorul celulelor vii.
„Computerele moleculare de acest tip nu încearcă să le înlocuiască pe cele electronice, dar ar putea fi folosite în medii biologice, în materiale inteligente și în stocarea de arhivă pe ADN”, a declarat Abeer Eshra, cadru didactic în informatică la Universitatea Maynooth și coautoare a studiului.
Miza energetică explică de ce astfel de experimente atrag atenția. Industria caută soluții pentru facturi tot mai mari, de la centre de date scufundate în apă până la plăci de răcire printate 3D, în timp ce arhitecturi complet diferite, cum sunt calculatoarele cuantice, își caută și ele locul.
Ce înseamnă pentru România
Un computer cu ADN nu va ajunge pe biroul nimănui. Relevanța pentru noi este în altă parte.
Cercetarea a fost finanțată prin Consiliul European pentru Cercetare (ERC), programul european la care pot aplica și echipele din universitățile și institutele din România. Este exact tipul de grant pe care instituțiile de la noi îl urmăresc pentru proiecte de frontieră.
Apoi, domeniul din care se trage ideea are rădăcini românești solide. Calculul natural, ramura care caută modele de calcul inspirate din biologie, îl are printre fondatori pe Gheorghe Păun, cercetător la Institutul de Matematică al Academiei Române și autorul modelului numit membrane computing, cunoscut și ca sisteme P, inspirat din funcționarea celulei vii.
Păun și-a susținut doctoratul sub coordonarea lui Solomon Marcus, este membru al Academia Europaea din 2006 și membru titular al Academiei Române din 2012. Ideea că informația poate fi procesată de structuri biologice nu este, așadar, exotică pentru școala românească de informatică teoretică.
În al treilea rând, partea de stocare. Dacă datele ajung să fie păstrate pe ADN, avantajul semnalat de cercetători este că informația păstrată într-un astfel de sistem ar avea, prin construcție, proprietăți naturale de corectare a erorilor. Pentru arhive publice sau private, asta contează mai mult decât viteza.
Ce urmează
Echipa spune că lucrează deja la pasul următor: schelete mai potrivite pentru calcul, metode mai bune de citire a rezultatului și aplicații concrete în stocarea datelor pe ADN.
Până atunci, rezultatul rămâne o demonstrație de principiu: termodinamica poate fi pusă la treabă ca să rezolve, singură, probleme de calcul. Mai multe articole despre ADN găsești în arhiva GadgetReport.
