Сегодня 30 сентября 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 🔥
OpenAI обнаружила, как превратить ИИ в «червя» — вредоносные промпты могут самовоспроизводиться 58 мин.
Grokipedia Илона Маска внезапно ожила после месяцев без обновлений 3 ч.
Orion soft представил собственный протокол доставки виртуальных рабочих столов и приложений в обновлении Termit 5 ч.
OpenAI своими новыми функциями бросила вызов традиционной модели магазинов приложений 6 ч.
Журналисты раскрыли новые скриншоты и подробности GTA VI — животный мир, переработанная погода из RDR 2 и думскроллинг 8 ч.
Cloud.ru разместит второй выпуск биржевых облигаций объёмом не менее 10 млрд рублей 14 ч.
Платформа NVIDIA Open Agent Safety Platform обеспечит безопасное использование ИИ-агентов — от тестирования до развёртывания 14 ч.
На OpenAI подали в суд за взлом Hugging Face и игнорирование рисков автономного ИИ 15 ч.
OpenAI бросила вызов Microsoft — ChatGPT получил свой пакет офисных приложений 15 ч.
OpenAI отвязала Codex от компьютера разработчика — ИИ получил постоянные облачные рабочие пространства 16 ч.
Электромобиль BMW i3 на базе Neue Klasse получил запас хода до 912 км и цену от $61 500 2 ч.
Россияне стали покупать меньше смартфонов — Redmi лидирует в штуках, а Samsung впервые обошла Apple по деньгам 2 ч.
Учёные нащупали источник загадочных рентгеновских вспышек из глубин Вселенной — две мёртвые звезды столкнулись 3 ч.
Роботы-доставщики в России получили свои ПДД — до 25 км/ч по велодорожке и не больше 10 км/ч по тротуару 3 ч.
Всего за два месяца Apple может забрать четверть рынка складных смартфонов с iPhone Duo 3 ч.
Anthropic признала опасную зависимость от Amazon и Google — они одновременно являются её покупателями, продавцами и конкурентами 4 ч.
Вышел вычислительный модуль Walnut Pi CM2 — альтернатива Raspberry Pi CM5 на платформе Allwinner 6 ч.
Лондонцам завезут тепло от ЦОД — на баржах и по трубам 6 ч.
OpenAI вышла на годовой объём выручки $70 млрд и собирается привлечь ещё $30 млрд до IPO 6 ч.
Американские ИИ-гиганты в присутствии Трампа договорились о саморегулировании в области безопасности 7 ч.