Dans une éprouvette, des molécules flottent. Leur quantité — disons, la concentration d'une certaine protéine — devient le signal d'entrée. Et à la sortie, on ne veut pas juste une solution trouble, mais une réponse claire du genre « oui » ou « non ».
Les auteurs de l'étude construisent une chaîne chimique qui fait exactement cela. Elle accepte une substance dont la concentration varie de zéro à un et produit une séquence d'impulsions — comme un code Morse, mais chimique. Chaque impulsion signifie « allumé », son absence signifie « éteint ». Ainsi, les molécules convertissent elles-mêmes un signal analogique (la variation progressive de la concentration) en code numérique.
Les erreurs sont inévitables ici — comme le bruit dans une vieille radio. Mais les auteurs analysent d'où elles viennent et montrent que la précision peut être rendue aussi élevée qu'on le souhaite. Pour cela, il suffit d'ajuster les constantes de vitesse des réactions — c'est-à-dire la vitesse à laquelle certaines substances se transforment en d'autres. À terme, un tel calculateur « humide » pourrait être intégré dans une cellule vivante et surveiller son état sans aucun fil.
Les réactions chimiques peuvent résoudre des équations différentielles — celles-là mêmes qui décrivent les oscillations d'un pendule ou la croissance d'une population. Seulement, au lieu de nombres, on a des concentrations de substances, et au lieu d'une addition, on a un mélange.
Dans le roman « La Rose et le Ver » de Robert Ibatoulline, des ordinateurs moléculaires poussent directement dans un bouillon nutritif — presque comme une prédiction de ces travaux.