À l'aide d'un «ordinateur» basé sur l'ADN, les scientifiques obtiennent la racine carrée de 900

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ADN
Graphique: Geoff Hutchison (Flickr)

À l'aide d'un système de type informatique fabriqué à partir d'ADN modifié, les scientifiques ont calculé la racine carrée de 900.

Les biologistes proposent d’utiliser du matériel génétique pour effectuer des calculs depuis comme 1994. Depuis lors, ils ont trouvé des moyens de stocker des bits d'informations dans l'ADN et de les manipuler via les mêmes règles logiques que les ordinateurs utilisent. Mais, selon une récente papier dans le journal Small, il est difficile d'intégrer cette logique dans un circuit qui peut effectuer des opérations mathématiques difficiles. Les chercheurs pensent que leur plate-forme est une étape vers un futur d'ordinateurs à base d'ADN qui pourraient même supplanter le silicium.

"L'ADN informatique en est encore à ses balbutiements, mais recèle de grandes promesses pour résoudre des problèmes qui sont trop difficiles, voire impossibles à gérer par les ordinateurs actuels basés sur le silicium", a déclaré à Gizmodo Chunlei Guo, l'un des auteurs de l'étude de l'Université de Rochester. un email.

L'ordinateur est essentiellement un flacon de brins d'ADN personnalisés conçus pour se connecter avec plus de brins d'ADN personnalisés qui servent d'entrée, puis fluorescent avec une combinaison de jusqu'à cinq longueurs d'onde de lumière différentes, en fonction des brins d'ADN présents. Contrairement à votre ordinateur, qui représente les bits comme la présence ou le manque de tension dans un transistor, ce système représente chaque bit unique comme la présence ou l'absence d'un brin d'ADN correspondant. Cela signifie que pour calculer la racine carrée de 1, vous venez de mettre le brin A, mais le calcul de la racine carrée de 484, qui est représenté en binaire par 0111100100, nécessiterait la saisie des brins C, F, G, H et I pour représenter les 1 et en omettant les brins A, B, D, E et J pour représenter les 0.

Sur la base de ces entrées, la plate-forme émet une fluorescence avec une ou plusieurs des cinq longueurs d'onde de lumière possibles – bleu, orange, moutarde, rouge et vert – qui représentent les sorties à cinq chiffres. La présence ou l'absence de ces longueurs d'onde représente respectivement les chiffres binaires 1 et 0. Donc, dans le cas de 484, ils ont entré 0111100100 (en ajoutant C, F, G, H et I pour les 1 et en omettant A, B, D, E et J pour les 0), ce qui donne une sortie de bleu lumière, lumière moutarde et lumière rouge, mais pas de lumière verte ou orange, pour représenter le nombre binaire à cinq bits 10110 (aka 22, la racine carrée de 484).

Dix chiffres binaires peuvent représenter des nombres jusqu'à 1 023. Les chercheurs ont pu calculer des racines carrées jusqu'à 900, le carré parfait le plus élevé qu'ils pouvaient représenter avec ce système.

Ce n'est pas une calculatrice et ne peut pas faire de calcul; c'est un système à usage unique qui utilise des tableaux pour traduire une sélection de brins d'ADN en un motif lumineux correspondant. C’est également l’une des nombreuses façons de transformer l’ADN en ordinateur; d'autres méthodes incorporent des enzymes ou des brins d'ADN auto-assemblés.

Pourtant, un tel système est difficile à créer et nécessite que chaque entrée soit spécialement codée pour ne pas réagir avec les autres entrées ou produire un résultat erroné. Les chercheurs espèrent qu'un jour, sur la base de ce concept de conception, ils pourront effectuer des mathématiques plus complexes.

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