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Un computer a DNA capace di eseguire calcoli complessi senza una goccia di elettricità è stato realizzato da un gruppo di ricercatori della Maynooth University, in Irlanda. Il sistema, descritto sulla rivista Nature il 16 settembre, porta il nome di Scaffolded DNA Computer, abbreviato in SDC, e viene presentato come il primo del suo genere: uno dei computer molecolari più complessi e più veloci mai costruiti. Niente transistor, niente corrente, solo filamenti di materiale genetico immersi in una provetta.
Il funzionamento parte da una tecnica ormai nota agli specialisti, il cosiddetto DNA origami. Con l’aiuto di software dedicati, il team ha progettato un lungo filamento principale di DNA e centinaia di filamenti più corti, sintetizzati su misura, chiamati graffette. Tutto questo materiale è stato poi inserito fisicamente in una provetta contenente una goccia d’acqua e sale. A quel punto basta scaldare la miscela e lasciarla raffreddare: i filamenti si organizzano da soli in una griglia di calcolo microscopica e ordinatissima, con il filamento lungo che fa da impalcatura strutturale. Nessun assemblaggio manuale, nessun macchinario di precisione. Solo chimica che fa il suo lavoro.
Scaffolded DNA Computer: come si programma una provetta
Qui sta la parte interessante. Un computer tradizionale in silicio usa i transistor per commutare tensioni elettriche tra 1 e 0. Il computer molecolare di Maynooth, invece, elabora informazioni sfruttando il legame e lo scioglimento delle coppie di basi genetiche, quelle quattro lettere che tutti ricordano dalla biologia: A, T, C e G. Il programma viene scritto direttamente dentro le sequenze di DNA, prima ancora che i filamenti finiscano nella provetta. Poi si applica calore, e l’energia termica innesca le reazioni chimiche che fanno riorganizzare i filamenti.
Le molecole si spostano naturalmente verso la configurazione più stabile dal punto di vista strutturale, e proprio in quel movimento risolvono l’algoritmo programmato. La struttura finale, quella che si ottiene a reazione conclusa, rappresenta il risultato matematico. Un modo elegante di dire che il calcolo non viene eseguito da un processore, ma dalla fisica stessa che cerca il suo punto di equilibrio.
Dieci programmi e calcoli a 100 bit
Per verificare che il sistema funzionasse davvero, i ricercatori hanno fatto girare dieci diversi programmi molecolari. Il DNA computer ha eseguito correttamente addizioni, sottrazioni, moltiplicazioni e divisioni. Ha gestito senza errori calcoli a 100 bit, dimostrando di poter trattare dati complessi in modo affidabile. E c’è un dettaglio che merita attenzione: dato che il sistema è vincolato dalle leggi della fisica, non serve alcun software di correzione degli errori. Non può sbagliare nello stesso modo in cui sbaglia una macchina elettronica.
Il punto più rilevante resta comunque il consumo. Il calcolo richiede zero elettricità, perché tutto il lavoro è affidato alle reazioni chimiche. Un aspetto che pesa parecchio, soprattutto in Irlanda, dove nel 2025 i data center hanno assorbito il 23% dell’elettricità nazionale. Numeri che spiegano bene perché una tecnologia di questo tipo desti interesse ben oltre i laboratori universitari.
Cosa potrebbe diventare
Secondo i ricercatori, il lavoro apre a nuove possibilità su tre fronti. Il primo è l’archiviazione dei dati a lungo termine, terreno su cui il DNA viene studiato da anni per la sua densità e stabilità. Il secondo è il calcolo a basso consumo energetico, che nel contesto attuale non ha bisogno di troppe spiegazioni. Il terzo, il più suggestivo, riguarda sistemi molecolari capaci col tempo di operare direttamente all’interno delle cellule, con applicazioni come il rilevamento delle malattie.
Restando ai fatti, oggi si parla di una provetta con acqua salata, filamenti sintetici e dieci programmi eseguiti con successo. Ma il risultato ottenuto a Maynooth colloca l’SDC tra i computer molecolari più avanzati finora costruiti, sia per complessità sia per velocità.
Fonte: TecnoAndroid
