Avance en Computación Molecular: Un Ordenador Basado en ADN juega Ajedrez y Resuelve Sudokus
En un notable avance en el campo de la computación molecular, investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State) y la Universidad Johns Hopkins han desarrollado un ordenador basado en ADN que no solo almacena grandes cantidades de datos, sino que también puede realizar cálculos complejos. Este innovador dispositivo ha demostrado su capacidad para resolver problemas sencillos de ajedrez y sudoku, marcando un hito en la tecnología de la computación basada en biomoléculas.
Durante milenios, el ácido desoxirribonucleico (ADN) ha sido fundamental en el almacenamiento de información biológica. Ahora, los científicos han transformado esta molécula en una herramienta computacional avanzada. El nuevo ordenador basado en ADN combina almacenamiento y procesamiento de datos de manera simultánea, lo que representa un avance significativo respecto a las tecnologías anteriores que solo podían realizar algunas de estas funciones por separado.
Albert Keung, profesor asociado de ingeniería química y biomolecular en NC State y líder del proyecto, destacó que «hemos demostrado que las tecnologías basadas en ADN son viables porque hemos construido una». La clave de este avance radica en el uso de «dendricoloides», estructuras poliméricas similares a árboles ramificados a escala nanométrica. Estos dendricoloides permiten almacenar ADN de manera extremadamente densa, con una capacidad de hasta 10.000 terabytes por centímetro cúbico.
Una de las principales ventajas de este sistema es su longevidad. Los experimentos sugieren que el ADN almacenado en dendricoloides puede durar miles de años a temperaturas de aproximadamente 4 grados Celsius, y potencialmente millones de años a temperaturas aún más bajas. Este período de conservación supera con creces la durabilidad de los medios de almacenamiento electrónicos actuales.
Además, el sistema permite la edición de datos sin dañar el ADN almacenado. Kevin Lin, primer autor del estudio publicado en la revista Nature Nanotechnology, explicó que «podemos copiar información directamente desde la superficie del material sin dañar el ADN. También podemos borrar fragmentos específicos y reescribirlos en la misma superficie, como si estuviéramos editando un disco duro».
Para probar el potencial de su dispositivo, los investigadores aplicaron el ordenador de ADN a problemas de ajedrez y sudoku en una cuadrícula de 3×3. El sistema cargó alrededor de 1.000 configuraciones posibles del tablero en las micropartículas de ADN y utilizó enzimas para eliminar las soluciones no válidas, dejando solo las correctas. Este enfoque demostró la capacidad del ordenador basado en ADN para resolver problemas que requieren alta paralelización.
Aunque la potencia y velocidad de estos ordenadores aún no igualan a los superordenadores actuales, su capacidad para almacenar grandes cantidades de información en espacios diminutos con un bajo consumo energético presenta una ventaja considerable. Los investigadores creen que, en el futuro, esta tecnología podría ofrecer una alternativa más eficiente para tareas como el entrenamiento de modelos de inteligencia artificial, lo que reduciría el alto coste energético asociado con los procesadores convencionales.
El equipo detrás de este avance espera que su trabajo inspire nuevos desarrollos en el campo de la informática molecular. «Queríamos desarrollar algo que inspirara el campo de la computación molecular. Y esperamos que lo que hemos hecho aquí sea un paso en esa dirección», concluyó Keung.
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