Projet CalcADN

Créer le premier ordinateur en ADN qui réalise des calculs de grande taille

Impact

L'objectif principal de CalcADN est de créer un ordinateur capable de manipuler des données directement en ADN. En effet, l'enregistrement et le stockage de données dans l'ADN synthétique constituent déjà une réalité, et constituent une solution prometteuse pour conserver des informations de manière compacte et durable tout en étant respectueux de l'environnement. Mais pour que son application ne se limite pas à l’archivage, il est nécessaire de pouvoir interagir avec ces données, et d’exprimer les programmes, c’est-à-dire les actions que l’on souhaite voir réaliser, directement en ADN. C’est tout le but du projet CalcADN en développant le premier ordinateur ADN qui manipule et analyse ces données directement sous leur forme ADN. En combinant les requêtes et les données dans une même solution et en parallélisant les processus avec la boîte à outils enzymatiques, CalcADN vise à rendre le calcul moléculaire beaucoup plus efficace, dépassant ainsi les limitations actuelles qui ne permettent de traiter que de très petites quantités d’information. Ce projet ouvrira ainsi de nouvelles perspectives dans l'analyse de données et établira l'ADN comme un support de stockage et de calcul d'avenir.

Verrous à lever

Le premier verrou sera de réaliser un programme unique qui résoudra pour la première fois un problème algorithmique simple de façon indépendante de la taille des données à traiter. Parallèlement, l'impact environnemental sera évalué pour valider la frugalité et déterminer le périmètre d'utilisation. Enfin, l'analyse de la structure d'un réseau de relations étant devenue centrale en analyse de données, la bibliothèque Software Heritage, qui recense les codes open source, servira de base d’expérimentation pour lancer des requêtes pour l'analyse des relations entre un million d'entités.

Risques

Créer un ordinateur moléculaire nécessite de bien maîtriser tous ses composants, y compris la création, l'exécution et la lecture des programmes ADN. Le périmètre d'application du calcul moléculaire dépendra par ailleurs du degré de performance et d'automatisation qui pourra être atteint, ainsi que de son coût énergétique et environnemental.

Potentiel d’innovation

Pour de grands ensembles de données, les calculs deviennent limités dans les ordinateurs traditionnels par les échanges d’informations entre les données et la mémoire. Surmonter ce goulot d'étranglement est un enjeu majeur pour le développement du numérique. Parallèlement, le stockage d'ADN à faible coût est en train de se démocratiser, et la technologie attirera les utilisateurs avides de données. Le projet CalcADN sera une contribution essentielle pour libérer tout le potentiel du stockage et du calcul de données sur ADN. Seuls quelques groupes ont commencé à se pencher sur ces questions de recherche pour pouvoir répondre à la demande quand il s’agira de pétaoctets ou de exaoctets de données stockées dans l'ADN. Le projet CalcADN participera ainsi à cimenter un leadership français dans ce domaine.