| |
Comment augmenter la puissance de nos
ordinateurs ? Cette question devient un casse-tête de plus ne plus
complexe pour les géants de la micro-électronique.
La miniaturisation électronique, sur laquelle repose la montée en
puissance des processeurs actuels, commence en effet à montrer ses
limites. Des chercheurs ont donc imaginé des formes d'ordinateurs
complètement différentes, se basant sur des principes de bio-chimie
et la synthèse de protéines grâce à l'ADN. Dans cette quête de
l'ordinateur de demain, des scientifiques de l'Université hébraïque
de Jérusalem ont récemment fait une avancée importante.
Les limites de l'électronique moderne
Nos ordinateurs et smartphones ont atteint des puissances de calcul
qui étaient difficilement imaginables il y a encore cinquante ans.
Ce qui tient aujourd'hui dans la paume de notre main nécessitait la
surface d'un terrain de tennis dans les années 1970. Cette
croissance exponentielle de la capacité des processeurs, que l'on
nomme souvent "loi de Moore", a été permise par la miniaturisation
des composants. Pour cela, les chercheurs et ingénieurs travaillant
dans la micro- et nano-électronique ont invariablement repoussé les
limites de la physique au fil des années, en permettant de graver
les transistors (unités logiques de base des microprocesseurs) de
plus en finement dans le silicium. Ainsi, les dernières avancées
technologiques permettent des résolutions de gravure de l'ordre de
20 nanomètres (20 x 10-9 mètres), ce qui permet de concentrer
plusieurs centaines de millions de ces transistors sur quelques
centimètres carrés. Cependant, nombreux prédisent que cette course
vers l'infiniment petit pourrait bientôt s'arrêter pour une simple
raison physique : nous atteignons des échelles de l'ordre de la
taille de l'atome (environ 10-8 mètres), qui nous sont impossibles à
dépasser. Autrement dit, la "loi de Moore" deviendrait alors la
"barrière de Moore".
Le bio-ordinateur
Face à cette limite que les chercheurs ont su identifier depuis
longtemps, des scientifiques ont réfléchi à la possibilité de
construire des ordinateurs aux fondations technologiques
fondamentalement différentes. C'est ainsi qu'a notamment émergé le
concept de bio-ordinateur.
L'idée principale est de mettre à profit les importants progrès en
nano-biotechnologie pour concevoir des systèmes biologiques
réagissant à leur environnement en produisant une réponse sous forme
de signal chimique ou électrique. Il sera alors théoriquement
possible de programmer des organismes biologiques pour réaliser des
calculs particuliers, à l'image des ordinateurs classiques que nous
pouvons programmer à souhait. A terme, l'intérêt majeur de ces
systèmes biologiques serait leur capacité à se répliquer et
s'organiser de façon autonome, permettant ainsi d'augmenter à faible
coût la puissance de calcul et la complexité de ces automates
biologiques.
Des nombreux obstacles restants
Le développement de la bio-informatique n'en est encore qu'à ces
débuts et de nombreux défis restent à relever avant de la retrouver
dans notre salon. Une équipe de recherche internationale dirigée par
le professeur Danny Porath de l'Université hébraïque de Jérusalem a
récemment fait une avancée importante dans le domaine. Cette équipe
travaille sur l'utilisation de longues molécules d'ADN pour réaliser
des circuits électriques complexes pouvant s'assembler de façon
autonome. Cependant, jusqu'ici, aucune équipe de recherche n'avait
réussi à mesurer de façon fiable et reproductible des courants
électriques dans des molécules d'ADN suffisamment longues. Le
professeur Porath et son équipe ont justement permis de réaliser une
percée dans ce domaine en décrivant un protocole d'expérience
permettant de mesurer des courants électriques sur certaines
molécules d'une longueur de l'ordre de 100 nanomètres, laissant la
porte ouverte à des structures réellement complexes. Cette avancée
apparaît comme suffisamment importante pour relancer l'intérêt des
chercheurs dans cette technologie, et peut-être à terme voir émerger
une nouvelle électronique.
Sources :
Long-range charge transport in single G-quadruplex DNA molecules
(Nature)
Breakthrough in molecular electronics paves the way for DNA-based
computer circuits in the future (The Hebrew University of
Jerusalem)
DNA-based electrical circuits are almost a thing of the present
(TechTimes) |
|
