Сегодня 11 ноября 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 🔥
Создатели Cyanogen готовят Linux, напичканный ИИ — новая ОС Kora объединит разные нейросети 8 ч.
Пользователи Windows 11 преждевременно обрадовались новому редактору реестра — Microsoft внесла ясность 10 ч.
Без CUDA никуда? Конкурентное преимущество NVIDIA в сфере ПО для ИИ сходит на нет 10 ч.
«Я даже не злюсь, это великолепно»: первой «AAA-игрой» Devolver оказался грандиозный автобаттлер All Army Attack 11 ч.
OpenAI создала аварийный выключатель для особо опасных и непослушных ИИ-моделей 12 ч.
Google открыла доступ к своему самому мощному ИИ и показала, как Gemini 4 Carbon управляет роем ИИ-агентов 12 ч.
Nintendo закрыла брешь для взлома Switch 2 — хакеры вернулись к тому, с чего начинали 13 ч.
Дыра в iOS позволила приложениям подглядывать за чужими файлами — под угрозой ключи криптокошельков 13 ч.
Reddit запустит ИИ в пользовательские обсуждения товаров — чтобы превратить их в полноценные обзоры 14 ч.
Rockstar подтвердила, что GTA VI «нацелена» на 30 кадров/с, а PS5 Pro получит эксклюзивную трассировку лучей 14 ч.
OpenAI взяла на себя новые обязательства, направленные на граждан, живущих около её ЦОД 13 мин.
Новая статья: Обзор и тестирование ASUS ExpertCenter P400 AiO (P470VA): производительный моноблок бизнес-класса 8 ч.
Новая статья: Обзор компактной камеры Fujifilm X half: победа «вайба» над здравым смыслом? 9 ч.
Будущие Ryzen получат 12 ядер и много кеша на одном кристалле — AMD раскрыла подробности архитектуры Zen 6 11 ч.
Раскрыт мировой заговор источников бесперебойного питания — они синхронно раскачивают энергосистемы планеты 12 ч.
MSI представила флагманский 34-дюймовый монитор MEG X — Penta Tandem OLEC 5-го поколения, 360 Гц и встроенный ИИ-чип 13 ч.
В Китае установили мировой рекорд дальности передачи данных по оптоволокну с полой сердцевиной 15 ч.
Ring представила летающую камеру видеонаблюдения для дома за $250 и робота-патрульного для офиса за $1000 15 ч.
Seagate снова объединила SSD и HDD — представлен внешний накопитель FireCuda Forge 15 ч.
SoftBank и партнёры инвестируют $1,85 миллиарда в ИИ-инфраструктуру Малайзии 15 ч.