La consommation d'énergie du nouvel ordinateur moléculaire est ultra-faible

Selon l'hebdomadaire britannique "New Scientist" rapporté le 1er juillet, la consommation d'énergie des ordinateurs qui utilisent des molécules pour résoudre des problèmes est d'un dix millième de celle des ordinateurs traditionnels. S'ils sont agrandis, ces bio-ordinateurs peuvent résoudre efficacement des problèmes logistiques complexes qui nécessitent généralement beaucoup de temps et d'efforts.

Pendant la majeure partie de l'histoire des ordinateurs, à mesure que la taille de la puce devenait plus petite, l'énergie nécessaire à son fonctionnement diminuait également. Mais cette relation s'est rompue il y a environ 15 ans, ce qui signifie que les ordinateurs effectuant de grandes tâches informatiques ne sont pas aussi économes en énergie que nous l'espérions autrefois.

Une façon de rendre les futurs ordinateurs plus économes en énergie pourrait être d'abandonner complètement l'électronique et de passer à la biologie. Thiel Koten et ses collègues de l'Université technique de Dresde en Allemagne ont construit un bio-ordinateur à puce qui utilise des molécules se déplaçant à travers des canaux pour résoudre des problèmes.

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Cette puce est en verre. Pour effectuer la tâche de calcul, les chercheurs ont rempli la puce d'un fluide contenant une molécule de protéine conductrice et des microtubules.

Les microtubules font partie de «l'échafaudage» à l'intérieur de la cellule, et les protéines conductrices se déplacent le long d'eux pour transporter d'autres molécules. Mais la conception du bio-ordinateur renverse cette situation. Dans un bio-ordinateur, a déclaré Koten, les microtubules se déplaçant dans les canaux de la puce "surfent" en fait sur la protéine conductrice. Tous les microtubules se déplacent simultanément, ce qui signifie que de nombreuses tâches de calcul peuvent être effectuées simultanément.

Les microtubules se déplacent à travers le canal, chaque chemin correspondant à une solution provisoire pour l'ordinateur. Les chercheurs ont ensuite pris des images pour lire les informations de sortie du bio-ordinateur et déterminer la solution la plus efficace.

Coten a déclaré que les bio-ordinateurs peuvent résoudre des problèmes de combinaison denses, tels que le calcul du meilleur itinéraire pour un avion qui doit rester dans plusieurs villes.

Henry Hess de l'Université de Columbia aux États-Unis a déclaré que le nouveau bio-ordinateur mentionné ci-dessus est une avancée majeure par rapport à la première génération de bio-ordinateurs fabriquée il y a dix ans.

Les ordinateurs traditionnels sont capables de résoudre des problèmes spécifiques plus rapidement, mais pour résoudre un problème de combinaison qui contient plus de variables, cela peut prendre des milliards d'années pour un ordinateur électronique. Dan Niglau de l'Université McGill au Canada dit comment augmenter la vitesse de calcul des ordinateurs électroniques est une question ouverte, et pour les nouveaux bio-ordinateurs, les chercheurs n'ont qu'à ajouter plus de molécules pour résoudre le problème en quelques jours. Les microtubules sont très petits et 1 gramme de liquide peut contenir des billions de microtubules, ce qui est une condition avantageuse.

Les molécules « surf » n'utilisent également qu'un dixième de l'énergie consommée par chaque étape de calcul dans les ordinateurs traditionnels. "Il est compréhensible que ces moteurs [moléculaires] aient été optimisés pendant 1 milliard d'années dans un processus évolutif", a déclaré Cotten. ”

Ce nouvel appareil est de loin le plus puissant du genre, mais il n'est pas assez avancé en termes de praticité. Pour être pratiquement appliqué à des domaines tels que la logistique, l'ordinateur de l'équipe a besoin de plus de molécules, ce qui est un défi pour la technologie de fabrication, et la "flexion" des microtubules lorsqu'ils se déplacent dans le canal peut provoquer plus d'erreurs, a déclaré Cotten. "Les bio-ordinateurs que nous construisons sont dans l'état où étaient les ordinateurs électroniques lorsque les gens ont commencé à assembler les premiers transistors", a-t-il déclaré. ”

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