Un bio-ordinateur utilise 10 000 fois moins d’énergie qu’un ordinateur normal
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Technologie
01 juillet 2022
Un ordinateur qui utilise des molécules pour résoudre des problèmes utilise 10 000 fois moins d’énergie qu’un ordinateur classique. S’ils étaient agrandis, ces bio-ordinateurs pourraient résoudre des problèmes logistiques complexes qui nécessitent normalement beaucoup de temps et d’énergie.
Un bio-ordinateur utilise des molécules
Pour que les futurs ordinateurs consomment moins d’énergie, il faudrait peut-être abandonner complètement l’électronique et se tourner vers la biologie. Till Korten, de l’université technologique de Dresde, en Allemagne, et ses collègues ont construit un bio-ordinateur à puce qui utilise des molécules voyageant dans des canaux pour résoudre des problèmes.
La puce est fabriquée en verre et gravée de manière à coder un problème que l’ordinateur doit résoudre. Pour effectuer le calcul, les chercheurs inondent la puce d’un fluide contenant des molécules appelées kinésines, et des tubes microscopiques appelés microtubules.
Les microtubules font partie de l’échafaudage interne des cellules, et les kinésines se déplacent le long de ces tubes pour transporter d’autres molécules. La conception du bio-ordinateur renverse la situation. Selon M. Korten, les microtubules « s’entassent » sur les kinésines dans les canaux de la puce. Tous ces microtubules se déplacent en même temps, ce qui signifie que de nombreux calculs peuvent être effectués simultanément.
Ces microtubules se déplacent dans les canaux et chaque chemin qu’ils empruntent correspond à l’ordinateur qui essaie une solution. Les chercheurs prennent ensuite une image pour lire les résultats du bio-ordinateur et déterminer la solution la plus efficace.
Il peut résoudre des problèmes combinatoires intensifs
Selon M. Korten, ce bio-ordinateur peut résoudre des problèmes combinatoires intensifs, semblables aux calculs utilisés pour déterminer l’itinéraire optimal d’un avion qui doit faire des escales dans plusieurs villes. Cette machine a résolu un problème de ce type qui nécessitait 128 fois plus de calculs que ce qui était considéré comme l’état de l’art pour les bio-ordinateurs utilisant le même mécanisme de calcul.
Selon Henry Hess, de l’université Columbia à New York, il s’agit d’un progrès considérable par rapport aux premiers bio-ordinateurs réalisés il y a dix ans.
Les molécules qui surfent effectuent également chaque étape du calcul pour 10 000 fois moins d’énergie que les électrons d’un ordinateur traditionnel. « Une façon de comprendre cela est que ces moteurs [moléculaires] ont été optimisés par un milliard d’années d’évolution », dit Korten. Ils participent à des processus fondamentaux dans les cellules vivantes et ont donc évolué pour être aussi efficaces que possible, ajoute-t-il.
Il devra être optimisé
Ce nouveau dispositif est le plus puissant de son genre à ce jour, mais il n’est pas encore assez avancé pour être pratique. Selon M. Korten, pour des applications réalistes, comme la logistique, l’ordinateur de l’équipe a besoin d’un plus grand nombre de molécules, ce qui représente un défi de fabrication et entraîne davantage d’erreurs causées par les microtubules qui prennent de mauvais tours dans les canaux.
Cette recherche a été publiée dans ACS Nanoscience Au.
Crédit photo : Depositphotos