[e포터]DNA컴퓨터로 난해문제 푼다…日연구팀 성공

일본 동경대학과 와세다대학의 공동팀은 DNA의 성질을 교묘하게 이용한「DNA컴퓨터」를 이용해 기존 컴퓨터가 풀기 어려운 수학문제를 푸는데에 성공했다.

현재 상태에서는 계산속도는 느리지만 이론적으로는 기존의 컴퓨터보다 신속하게 문제를 풀 수 있는 가능성을 내포하고 있고, 암호 금융공학 등 복잡한 계산문제의 연구개발에 도움이 될 것으로 기대된다. 이 연구결과는 지난 19일 미국과학잡지「사이언스」에 발표됐다.

DNA는 아데닌 티민 구아닌 시토신이라는 네 개의 화학물질이 늘어선 것으로 아데닌은 티민과, 구아닌은 시토신과 각각 열쇠와 열쇠구멍과 같이 선택적으로 결합하는 성질이 있다. DNA컴퓨터는 이성질을 이용, 계산에 필요한 정보를 짧은 DNA분자의 염기배열로서 기록하고 시험관내에서 많은 분자를 화학반응시키는 것에 의해 계산을 실행해 문제를 풀어간다. 병렬적으로 처리가 진행되기 때문에 복잡한 조합문제를 푸는 데에 적합하다.

공동팀은 「NP완전문제」로 불리는 수학 문제를 풀어보았다. NP완전문에는 세일즈맨이 複數의 집을 방문하는 가장 짧은 길을 요구하는「순회 세일즈맨 문제」등이 포함되어 있어, 기존 컴퓨터에서는 다루기 어려웠던 문제였다.

구체적으로는 대표적인 NP완전문제인「3-SAT문제」의 간단한 예(여섯개의 변수가 있는 수식에서 0 또는 1의 어느 쪽인가를 할당하는)를 풀게 했다.

목적의 정보를 기록한 DNA 조각을 합성해 시험관 내에서 반응시켜서 정확한 답이 얻어졌다고 한다. 연구에 참가한 동경대학 이학부의 사까모토 교수는 "복잡한 계산을 필요로 하는 암호 등의 개발에 도움이 될 것이다"고 말했다.

DNA 컴퓨터는 유럽을 중심으로 연구가 활발하다. 현재의 계산시간은 DNA의 합성 등을 포함해 일주일 정도 걸리지만 이론적으로는 기존의 슈퍼컴퓨터보다 1억배나 빠른 계산속도를 실현할 수 있다고 한다.

시험관내의 작은 공간에서 방대한 계산을 할 수가 있고 특별한 장치 없이 생화학 실험실에 있는 정도의 설비로 실행할 수 있는 것도 특징이다.

이영준 <동아닷컴 인터넷기자> cham-21@my.donga.com