Сегодня 20 октября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про серверы

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Хакеры взломали серверы российских хостинг-провайдеров и похитили данные клиентов через брешь в VMmanager 6 2 ч.
Хакеры взломали российских хостеров через дыру в VMmanager — могли утечь пароли, SSH-ключи и токены 3 ч.
Хакер взломал новейшую прошивку PS5, но пиратская GTA VI пока под вопросом 4 ч.
Инди-разработчики начали скрывать новые игры от публики из страха перед ИИ-клонами 5 ч.
Microsoft решила проблему, которую сама создала: защитой бизнеса от её ИИ займутся «агенты-хранители» 5 ч.
DeepSeek объявили нежелательной в госструктурах США: власти опасаются утечки данных в Китай 8 ч.
Слухи: Lucasfilm может доверить разработку Star Wars Battlefront 3 не DICE, а Bungie 9 ч.
Лавкрафтианский хоррор Stygian: Outer Gods готов вырваться из пучины раннего доступа Steam — дата выхода и детали версии 1.0 9 ч.
Календарь релизов 19–25 октября: CoD: MW4, Stupid Never Dies и We Were Here Tomorrow 19 ч.
Denuvo с разрешения суда потребует у Discord, Reddit и Steam информацию для установления личности хакера voices38 19 ч.
Microsoft отказалась от аренды мощностей в ЦОД Nscale из-за задержек с электроснабжением 8 мин.
«Союз» выходит на широкую аудиторию: российские микрофоны начали продавать в рознице 47 мин.
iPhone американизируется: в США производят уже около 100 компонентов iPhone 18 Pro и iPhone Duo 50 мин.
Южная Корея раздала более 10 000 ИИ-ускорителей — активно используется только половина 57 мин.
Спутниковая связь из iPhone появится на Android-смартфонах — Globalstar заключила сделку со Skylo 2 ч.
Не больше двух iPhone Duo в одни руки: Apple ограничила продажи для борьбы со спекулянтами 2 ч.
Qualcomm отвергла слухи о перегреве флагманских чипов Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6 2 ч.
В России открыт предзаказ на серию флагманских смартфонов Vivo X500 с продвинутыми камерами и ёмкими аккумуляторами 3 ч.
Производители оборудования связи попросили упростить требования к системным платам 5 ч.
Представлен мини-компьютер Sipeed MaixStation — конкурент NVIDIA DGX Spark с чипом Axera AX8860P 5 ч.