Сегодня 08 июля 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 🔥
Аналитики: ещё до релиза Assassin’s Creed Black Flag Resynced обогнала Skull and Bones по продажам в Steam 8 ч.
Steam Machine сможет полноценно работать с Windows — Valve опубликовала официальные драйверы 10 ч.
Поиск Google поможет сайтам и блогерам лучше понять свою аудиторию 10 ч.
Создатели Hitman и 007 First Light закроют офис в Стамбуле на благо онлайновой ролевой игры Project Fantasy 12 ч.
State of Decay 3 сможет обойти стороной Game Pass, несмотря на финансирование от Xbox 12 ч.
Google разрешила себе обучать ИИ на файлах пользователей из поисковых запросов, но от этого можно отказаться 13 ч.
Meta грозят штрафы на $1,5 трлн по делам о зависимости детей от Instagram и Facebook 13 ч.
Google подготовила радикальный дизайн «Переводчика» 13 ч.
Windows 11 начала «съедать» до 500 Гбайт на диске — Microsoft признала баг 13 ч.
«Спрашиваю для друга»: сооснователь Arkane поинтересовался у гендиректора Xbox, сколько стоит выкупить студию 15 ч.
Новая статья: Сравнительный тест камер флагманских смартфонов (2026) 5 ч.
Китайская DeepSeek скрытно занимается разработкой собственного ИИ-ускорителя для инференса 5 ч.
Анонсированы умные очки Solos AirGo A6 — без камеры, но с ИИ 8 ч.
Apple захватила 90 % рынка смарт-часов с ИИ, который за год вырос на 70 % 10 ч.
«Джеймс Уэбб» показал самый подробный снимок галактики Центавр А 10 ч.
Marshall представила беспроводные колонки Acton IV и Stanmore IV с улучшенными басами и повышенной ремонтопригодностью 10 ч.
Huawei впервые бросит вызов Nvidia за пределами Китая — ИИ-ускорители Ascend появятся в Южной Корее 10 ч.
Российские власти не будут вводить плату за иностранный трафик 11 ч.
«Совкомбанк»: в 2026 году капитальные затраты на новые ЦОД в России сократятся на треть 11 ч.
Anthropic готова потратить миллиарды долларов на ЦОД в Австралии, но взамен требует переписать законы об интеллектуальной собственности 13 ч.