Komputer DNA Pertama di Dunia Berhasil Jalankan Hitungan 100-Bit

Telset.id – Tim peneliti di Maynooth University, Irlandia, berhasil menciptakan komputer molekuler DNA yang disebut sebagai “pertama di dunia” 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 serta tercepat, membuka peluang baru bagi penyimpanan data jangka panjang, komputasi hemat energi, hingga sistem molekuler yang kelak bisa beroperasi di dalam sel untuk aplikasi seperti deteksi penyakit.

Keberhasilan ini menjadi tonggak penting bagi arah komputasi masa depan karena SDC membuktikan bahwa untai DNA dapat difungsikan sebagai mesin hitung yang andal. Komputer DNA ini berhasil mengeksekusi 10 program molekuler berbeda, termasuk perhitungan kompleks 100-bit, tanpa memerlukan koreksi kesalahan perangkat lunak. Pendekatan ini menawarkan alternatif terhadap ketergantungan pada listrik yang selama ini menjadi tulang punggung komputasi silikon.

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

Perbedaan mendasar terletak pada cara kerja kedua jenis komputer. Komputer silikon tradisional menggunakan transistor untuk mengalihkan tegangan listrik antara 1 dan 0. Sebaliknya, komputer molekuler ini memanfaatkan proses pengikatan dan pelepasan pasangan basa genetik (A, T, C, dan G) untuk memproses informasi. Para peneliti menuliskan program ke dalam urutan DNA itu sendiri sebelum dimasukkan ke tabung reaksi dan diberi panas. Energi termal inilah yang memicu reaksi kimia sehingga untai DNA menata ulang dirinya.

Saat molekul secara alami bergerak menuju keadaan strukturalnya yang paling stabil, mereka menyelesaikan algoritma yang telah diprogram secara matematis. Struktur akhir yang terbentuk merepresentasikan jawaban matematis dari perhitungan tersebut. Pendekatan ini menjadikan proses komputasi sepenuhnya bergantung pada prinsip fisika dan kimia, bukan pada aliran elektron.

Uji Coba dan Implikasi Energi

Untuk menguji sistem, para peneliti menjalankan 10 program molekuler berbeda. Komputer DNA ini berhasil melakukan operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Sistem juga sukses memproses perhitungan 100-bit, membuktikan kemampuannya menangani data kompleks secara andal tanpa kesalahan. Karena sistem dibatasi oleh hukum fisika, kebutuhan akan perangkat lunak koreksi kesalahan menjadi tereliminasi. Yang tak kalah penting, komputasi ini membutuhkan nol listrik karena berjalan sepenuhnya di atas reaksi kimia.

Potensi ini dinilai besar bagi masa depan komputasi, khususnya di negara asal para peneliti, Irlandia. Di negara tersebut, pusat data mengonsumsi 23% dari total listrik negara pada 2025. Kehadiran komputer DNA yang tidak memerlukan listrik menjadi relevan di tengah meningkatnya kebutuhan energi infrastruktur digital.

Perkembangan komputasi molekuler ini juga bersinggungan dengan tren riset teknologi lain yang tengah berjalan. Sejumlah laboratorium tengah mengeksplorasi pendekatan baru dalam efisiensi komputasi dan material fungsional, sebagaimana terlihat pada Jaket Penghasil Air yang memanfaatkan prinsip fisika untuk menghasilkan air minum dari udara. Selain itu, inovasi perangkat keras terus bermunculan, seperti langkah Comcast Luncurkan Xfinity Shield yang mengubah router Wi-Fi menjadi alat deteksi gerakan.

Di sisi lain, riset seputar kecerdasan buatan juga menunjukkan arah serupa dalam hal kemandirian sistem. Sebuah Riset Anthropic menyoroti kemampuan AI memperbaiki alignment-nya sendiri, sementara Anthropic Bantah Dukung terkait isu larangan model AI open-weight China. Perkembangan ini menunjukkan bahwa efisiensi dan kemandirian sistem menjadi tema besar dalam riset teknologi global, sejalan dengan capaian komputer DNA dari Maynooth University.

Dengan kemampuan menjalankan perhitungan 100-bit tanpa listrik dan tanpa koreksi kesalahan perangkat lunak, Scaffolded DNA Computer menandai langkah nyata menuju komputasi molekuler yang praktis. Sistem ini tidak hanya menunjukkan bahwa DNA dapat menjadi medium komputasi yang andal, tetapi juga membuka jalur bagi aplikasi di dalam sel untuk deteksi penyakit di masa mendatang. Bagi industri komputasi, capaian ini memperkuat argumen bahwa diversifikasi pendekatan komputasi—di luar silikon—layak untuk terus dikembangkan.