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[IT뉴스]반도체 없이 DNA로 만든 ‘분자 컴퓨터’… 수천만 단위 연산도 수행

온카뱅크관리자

2026-09-17 00:07:26

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> DNA 가닥 붙고 떨어지며 덧셈·곱셈·나눗셈 지속적인 전력 공급 없이 DNA 분자 스스로 계산 초고밀도 데이터 저장·저전력 연산 활용 기대 
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 일러스트=챗GPT 달리3
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 반도체 칩 대신 디옥시리보핵산(DNA) 분자를 이용해 덧셈과 곱셈, 나눗셈을 하는 새로운 형태의 컴퓨터가 등장했다. 전기를 계속 공급하지 않아도 물속에서 DNA 분자들이 서로 결합하며 계산을 수행한다.
 아일랜드 메이누스대 연구진은 DNA 가닥으로 만든 분자 컴퓨터를 개발했다고 17일 국제 학술지 ‘네이처’에 발표했다. 연구진은 이번 장치가 지금까지 보고된 DNA 컴퓨터 가운데 구조가 가장 복잡하면서도 연산 속도가 가장 빠른 수준이라고 설명했다.
 DNA 컴퓨터는 우리가 쓰는 PC, 스마트폰과 계산하는 방식이 다르다. 일반 컴퓨터는 실리콘 반도체 안에서 전자의 흐름을 조절하며 정보를 0과 1로 처리한다. 중앙처리장치(CPU)와 메모리 같은 부품을 작동시키려면 전력도 계속 공급해야 한다.
 DNA 컴퓨터에서는 전자 대신 수많은 DNA 가닥이 움직인다. DNA는 서로 짝을 이루는 염기서열을 만나면 선택적으로 달라붙는 성질이 있다. 연구진은 특정 DNA끼리 어떤 순서와 방식으로 결합할지를 미리 설계해 놓고, 분자들이 스스로 구조를 만들어가는 과정을 계산에 이용했다. 어떤 구조가 최종적으로 만들어졌는지를 확인하면 계산의 답을 알 수 있는 방식이다.
 연구진은 시험관에 물과 소금, 짧은 DNA 조각과 이를 연결하는 긴 DNA 구조물을 넣은 뒤 가열했다가 식혔다. 이 과정에서 DNA들이 서로 결합하면서 계산을 시작했다. 계산을 시작할 때 약간의 열이 필요하지만, 연산이 진행되는 동안 지속적으로 전기를 공급하지 않아도 된다.
 성능도 기존 DNA 컴퓨터보다 한 단계 높아졌다. 연구진은 총 프로그램 10가지를 시험했고, 최대 100비트 규모의 덧셈, 곱셈, 나눗셈 등 계산을 수행했다. 약 1100만~3400만 사이의 숫자를 더하는 실험은 결과가 나오는 데 최대 14시간이 걸렸고, ‘10+3′처럼 간단한 계산은 약 30초 만에 끝났다. 같은 DNA 시스템으로 서로 다른 계산 25가지를 연이어 수행할 수 있다는 점도 확인했다.
 연구진은 “DNA 컴퓨터가 기존 컴퓨터를 대체하기 위한 기술은 아니지만, 아주 적은 에너지로 대규모 분자를 동시에 움직일 수 있다”며 “작은 액체 방울 하나 안에 DNA 가닥 수십억~수조 개를 넣을 수 있어 많은 반응을 한꺼번에 진행할 수 있다”고 설명했다.
 DNA 자체는 정보를 매우 높은 밀도로, 안정적으로 저장할 수 있다. 생명체가 유전정보를 DNA에 담아 보관하는 것처럼, 디지털 정보를 DNA 염기 서열로 바꿔 저장하는 연구는 이미 세계 여러 연구기관에서 진행되고 있다.
 연구진은 “앞으로 DNA를 이용한 초고밀도 데이터 저장이나 저전력 계산 기술로 확장할 수 있을 것으로 보고 있다”며 “장기적으로는 세포 안에서 작동하며 특정 질병 신호를 감지하고 반응하는 ‘분자 컴퓨터’로 발전할 수 있다”고 덧붙였다.
 참고 자료
 Nature(2026), DOI: <a href="https://doi.org/10.1038/s41586-026-10996-5" rel="" target="_blank" title="https://doi.org/10.1038/s41586-026-10996-5">https://doi.org/10.1038/s41586-026-10996-5</a>
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