Сегодня 19 августа 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 🔥
Вдохновлённый System Shock космический хоррор с налётом диско RetroSpace не заставит себя долго ждать — новый трейлер и дата выхода 30 мин.
Anthropic Claude научился отправлять письма в Gmail — можно и без подтверждения 2 ч.
Meta отвергла обвинения в попытке «подсаживания» подростков на социальные сети с целью извлечения прибыли 3 ч.
OpenAI впервые притормозила гонку ИИ — после побега агента и взлома Hugging Face компания приостановила часть обучения 5 ч.
Apple снова прогнулась под ЕС — правила App Store упростят, а комиссии понизят 5 ч.
На Android вот-вот введут 24-часовой карантин для непроверенных приложений — их установка станет гораздо сложнее 5 ч.
После IPO руководство Anthropic получит привилегии при голосовании, перед этим компания собирается привлечь кредит более чем на $10 млрд 5 ч.
Августовский патч для Windows 11 вызывает сбои в некоторых играх и другие проблемы 11 ч.
GOG спасла классическую версию Prince of Persia: The Sands of Time для будущих поколений 14 ч.
Паранормальный боевик Control Resonant ушёл на золото за месяц до релиза, а диски с игрой задержатся 14 ч.
Everpure заключила контракт с ещё одним гиперскейлером, но снова не признаётся, с кем именно 32 мин.
Видеообзор MSI Modern 16S AI+: доступный ноутбук без лишних компромиссов 48 мин.
Официально представлен доступный смартфон iQoo Z11S с батареей на 10 000 мА·ч 2 ч.
На Тайване каждому гражданину страны подарят по $310 как неожиданные доходы от искусственного интеллекта 2 ч.
После IPO в Шанхае акции производителя роботов Unitree выросли в цене более чем в семь раз 2 ч.
В России серверы подорожали до 35 % из-за глобального дефицита памяти 2 ч.
Объёмы поставок Nvidia H200 в Китай начали измеряться десятками тысяч штук после смягчения позиции местных властей 3 ч.
Sony оценила беспроводные колонки Pulse Elevate для PS5, Portal, ПК и Mac в $220 — они поступят в продажу 12 ноября 4 ч.
Новая статья: Обзор складного смартфона Samsung Galaxy Z Fold8, который делает подобные устройства более осмысленными 10 ч.
Zalman выпустила двухбашенные кулеры CNPS15X BP и CNPS12X BP для процессоров с TDP до 285 Вт 10 ч.