Сегодня 07 марта 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Биология опередила технологии на миллиарды лет: у живых клеток нашлась способность к квантовым вычислениям

Согласно новому исследованию Филипа Куриана (Philip Kurian), физика-теоретика и директора-основателя Лаборатории квантовой биологии (QBL) в Университете Говарда в Вашингтоне, округ Колумбия, опубликованному в научном журнале Science Advances, живые клетки могут обрабатывать информацию с помощью квантовых механизмов гораздо быстрее, чем классическая биохимическая сигнализация.

 Источник изображения: The Quantum Insider

Источник изображения: The Quantum Insider

Как известно, квантовые вычислительные системы чувствительны к возмущениям и посторонним шумам, и чтобы их минимизировать, квантовые компьютеры должны функционировать при сверхнизких температурах. Принято считать, что только небольшие объекты, такие как атомы и другие частицы, обычно проявляют квантовые свойства. Биологические системы, наоборот, представляют собой враждебную среду для реализации квантовых вычислений: они имеют сравнительно высокую температуру и хаотичны. К тому же их основные компоненты, такие как клетки, являются громадными по сравнению с атомами.

Исследование Куриана ломает сложившиеся стереотипы. В прошлом году группа под руководством Куриана обнаружила «отчётливо квантовый эффект в белковых полимерах в водном растворе». Как отметил профессор Марко Петтини (Marco Pettini) из Университета Экс-Марсель и Центра теоретической физики CNRS (Франция), «экспериментальное подтверждение однофотонного сверхизлучения в повсеместной биологической архитектуре при тепловом равновесии открывает много новых направлений исследований в квантовой оптике, квантовой теории информации, физике конденсированных сред, космологии и биофизике».

Согласно исследованию, ключевой молекулой, обеспечивающей способность клетки к квантовой обработке информации, является триптофан. Это аминокислота, содержащаяся во многих белках, которая поглощает ультрафиолетовый свет и повторно излучает его на более длинной волне.

Крупные сети триптофана образуются в микротрубочках, амилоидных фибриллах, трансмембранных рецепторах, вирусных капсидах, ресничках, центриолях, нейронах и других клеточных комплексах. Подтверждение QBL квантового сверхизлучения в филаментах (внутриклеточное нитевидное образование) цитоскелета (клеточный каркас) имеет важное последствие: все эукариотические организмы (клетки которых содержат оформленное ядро) могут использовать эти квантовые сигналы для обработки информации.

Для расщепления пищи клетки, подвергающиеся аэробному дыханию, используют кислород и генерируют свободные радикалы, которые могут испускать разрушительные частицы ультрафиолетового излучения с высокой энергией. Триптофан может поглощать ультрафиолетовое излучение и повторно излучать его с меньшей энергией. И, как показало исследование QBL, очень крупные триптофановые сети делают этот процесс ещё более эффективным и надёжным благодаря мощным квантовым эффектам.

Сверхизлучение в филаментах цитоскелета происходит примерно за пикосекунду — миллиардную долю микросекунды. Эти триптофановые сети могут функционировать как квантовая волоконная оптика, которая позволяет эукариотическим клеткам обрабатывать информацию в миллиарды раз быстрее, чем при использовании только химических процессов.

Как отметили исследователи, аневральные организмы, включая бактерии, грибы и растения, которые составляют основную часть биомассы Земли, выполняют сложные вычисления. И поскольку они появились на планете гораздо раньше животных, именно они выполняют подавляющее большинство вычислений на основе углерода на Земле.

Работа Куриана привлекла внимание разработчиков квантовых вычислений, поскольку реализация квантовых эффектов в «шумной» среде позволяет сделать квантовую информационную технологию более устойчивой.

Также результаты исследования прокомментировал квантовый физик Сет Ллойд (Seth Lloyd), профессор машиностроения в Массачусетском технологическом институте. «Это служит напоминанием, что вычисления, выполняемые живыми системами, намного мощнее, чем вычисления, выполняемые искусственными», — отметил он.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Энтузиаст превратил Sony PlayStation 5 в игровой ПК под Linux и запустил на ней GTA V 60 мин.
X начала тестировать «рекламу без рекламы» — рекомендации брендов прямо под постами 2 ч.
Anthropic запустила  маркетплейс приложений, построенных на её ИИ-моделях — по примеру Amazon 8 ч.
OpenAI представила ИИ-агента Codex Security, который сам находит и закрывает «дыры» в ПО 8 ч.
Новая статья: Resident Evil Requiem — два шага вперёд, три назад. Рецензия 15 ч.
Nintendo подала в суд на правительство США и потребовала возместить ущерб от пошлин Трампа — «с процентами» 16 ч.
Брутфорс уходит в прошлое: Cloudflare назвала ИИ и дипфейки главной проблемой года 17 ч.
Спецслужбы США и Европола накрыли LeakBase — один из крупнейших хакерских форумов в мире с 142 000 участников 17 ч.
Аналитики объяснили, почему эксклюзивы PlayStation продаются на ПК всё хуже и хуже 18 ч.
Вышла новая демоверсия Fallout: The New West — фанатского ремейка отменённой Fallout 3 на движке Fallout: New Vegas 20 ч.
DJI заплатила $30 000 пользователю, случайно взломавшему 7000 роботов-пылесосов Romo 2 ч.
Valve отложила Steam Machine: вместо запуска в «начале 2026 года» теперь расплывчатое «надеемся начать поставки в 2026-м» 2 ч.
Китайские производители чипов призвали власти создать «китайскую ASML» 2 ч.
Анонсирован смартфон Realme C83 5G с батареей на 7000 мА·ч, прочным корпусом и ценой от $145 3 ч.
BYD представила электромобиль Denza Z9 GT с рекордным запасом хода в 1036 км 7 ч.
Власти США запретят закупку отдельных китайских полупроводниковых изделий для государственных нужд 7 ч.
Глава Google может получить до $692 млн, но лишь в случае успеха беспилотных такси Waymo 7 ч.
Термодинамику научили вычислять — энергоэффективность улетела в космос 14 ч.
Китайцы учат роботов «думать» со скоростью света — кремниевая фотоника набирает обороты 17 ч.
Дефицит — это «просто чудесно», заявил глава Nvidia Дженсен Хуанг 17 ч.