Komputer DNA Pertama di Dunia Beroperasi Tanpa Listrik

Telset.id – Tim peneliti di Maynooth University, Irlandia, menciptakan komputer molekuler DNA yang disebut “pertama dari jenisnya” karena mampu menjalankan operasi matematika kompleks tanpa listrik. Sistem bernama Scaffolded DNA Computer (SDC) ini dirinci dalam jurnal Nature pada 16 September dan disebut sebagai salah satu komputer molekuler paling kompleks dan tercepat, serta “menunjuk pada kemungkinan baru untuk penyimpanan data jangka panjang, komputasi hemat energi dan, pada waktunya, sistem molekuler yang dapat beroperasi di dalam sel untuk aplikasi seperti deteksi penyakit”.

Kehadiran komputer DNA ini menjadi perkembangan penting di tengah melonjaknya konsumsi energi pusat data. Di negara asal para peneliti, Irlandia, pusat data mengonsumsi 23% dari listrik negara tersebut pada 2025. Karena itu, sistem komputasi yang berjalan murni dari reaksi kimia menawarkan arah berbeda bagi industri yang tengah mencari cara menekan jejak energi. Perkembangan riset komputasi dan kecerdasan buatan juga berlangsung cepat di berbagai laboratorium, seperti yang terlihat pada riset Anthropic dan langkah OpenAI bagi peneliti.

Berbeda dari komputer silikon tradisional yang memakai transistor untuk mengalihkan tegangan listrik antara 1 dan 0, komputer molekuler ini menggunakan pengikatan dan pelepasan pasangan basa genetik (A, T, C, dan G) untuk memproses informasi. Para peneliti menuliskan program ke dalam sekuens DNA itu sendiri sebelum dimasukkan ke tabung reaksi dan dipanaskan. Energi panas memicu reaksi kimia yang menyebabkan untaian DNA menata ulang dirinya.

Desain DNA Origami dan 100-Bit Calculation

Para peneliti merancang komputer tersebut melalui teknik yang dikenal sebagai DNA origami. Menggunakan perangkat lunak khusus, mereka memetakan satu untaian DNA utama yang panjang dan ratusan untaian “staple” pendek yang disintesis secara khusus. Untaian DNA fisik itu kemudian dimasukkan ke tabung reaksi berisi setetes air dan garam. Ketika campuran dipanaskan lalu didinginkan, untaian tersebut merakit diri menjadi kisi komputasi mikroskopis yang sangat terorganisir, dengan untaian panjang berperan sebagai perancah struktural.

Saat molekul secara alami bergeser menuju keadaan strukturalnya yang paling stabil, mereka memecahkan algoritma yang diprogram secara matematis, dengan struktur akhir merepresentasikan jawaban matematisnya. Tim peneliti menjalankan 10 program molekuler berbeda untuk menguji sistem ini. Komputer DNA tersebut berhasil melakukan penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.

Yang tak kalah penting, sistem ini berhasil memproses perhitungan 100-bit, membuktikan kemampuannya menangani data kompleks secara andal tanpa kesalahan. Karena sistem dibatasi oleh hukum fisika, komputer ini menghilangkan kebutuhan akan perangkat lunak koreksi kesalahan. Komputasinya pun membutuhkan nol listrik karena berjalan di atas reaksi kimia.

Potensi Komputasi Hemat Energi dan Deteksi Penyakit

Kemampuan menjalankan perhitungan tanpa pasokan listrik ini membuka opsi baru bagi pengembangan sistem komputasi masa depan. Para peneliti menyebut sistem molekuler ini berpotensi beroperasi di dalam sel untuk aplikasi seperti deteksi penyakit, selain untuk penyimpanan data jangka panjang dan komputasi hemat energi. Pendekatan berbasis bahan dan energi alternatif juga tengah diuji di bidang lain, misalnya lewat jaket penghasil air dari udara.

Dengan 10 program molekuler yang berhasil dieksekusi serta perhitungan 100-bit yang bebas kesalahan, Scaffolded DNA Computer menunjukkan bahwa pemrosesan informasi tidak lagi harus bergantung pada transistor dan tegangan listrik. Sistem ini menjadi salah satu komputer molekuler paling kompleks dan tercepat yang dilaporkan, sekaligus menegaskan arah riset bahwa reaksi kimia dapat diandalkan untuk menyelesaikan algoritma matematis secara presisi.

Bagi industri komputasi, hasil riset Maynooth University ini menghadirkan alternatif yang relevan ketika konsumsi energi menjadi pertimbangan utama, terutama di wilayah dengan beban pusat data tinggi seperti Irlandia. Namun, seluruh klaim tersebut masih bertumpu pada hasil eksperimen laboratorium yang dipublikasikan di jurnal Nature, dan para peneliti sendiri memposisikannya sebagai titik awal menuju kemungkinan penerapan di masa depan, bukan sebagai pengganti langsung komputer silikon saat ini.

[ META_DESCRIPTION]
Komputer DNA pertama dari Maynooth University menjalankan operasi matematika 100-bit tanpa listrik, membuka jalan komputasi hemat energi dan deteksi penyakit.