Сегодня 28 января 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 🔥
«Средневековая Богемия ещё никогда не была такой красивой»: PS Store «засветил» подробности ремастера Kingdom Come: Deliverance для PS5 23 мин.
Sony добавила в февральскую подборку PS Plus четыре игры вместо трёх, но фанаты всё равно не рады 2 ч.
Google заплатит $135 млн за тайный сбор данных пользователей Android и больше не будет «шпионить» без спроса 3 ч.
Литовский маркетплейс рассекретил статуэтку по ремейку Assassin’s Creed IV: Black Flag — Ubisoft отреагировала мемом из GTA: San Andreas 3 ч.
Открытая игра без открытого мира: новые подробности амбициозного ролевого боевика Control Resonant от создателей Alan Wake 2 4 ч.
Microsoft улучшила бесшовный перенос приложений между Android и Windows 11 5 ч.
План «Б» для стареющего Linux: у сообщества появился план на случай ухода Линуса Торвальдса 5 ч.
Спустя почти год CD Projekt Red вернула карточную ролевую игру «Кровная вражда: Ведьмак. Истории» на iOS и Android 5 ч.
Google: хакеры до сих пор активно используют уже закрытую уязвимость WinRAR для взлома Windows 5 ч.
Настольный Microsoft Excel получил режим ИИ-агента — он сам заполняет таблицы, исправляет формулы и не только 5 ч.
Японская ракета потеряла спутник по пути на орбиту — он просто свалился с неё 2 ч.
Cooler Master показала огромную СЖО для 2000-Вт чипов — у неё четыре 180-мм вентилятора 2 ч.
В 2025 году электромобили впервые обогнали по продажам автомобили с ДВС в Европе 3 ч.
Недорогая разработка японских учёных превратила смартфон в точный детектор радиации 3 ч.
В России начались продажи смартфонов Redmi Note 15 4 ч.
Идея полувековой давности вдохновила на реалистичный проект дата-центра на орбите 4 ч.
Обзоры AMD Ryzen 7 9850X3D — действительно самый быстрый игровой CPU, но разница с Ryzen 7 9800X3D минимальная 4 ч.
Подглядеть не получится: Samsung сделает уведомления на экране смартфона невидимыми для посторонних 4 ч.
TD Cowen: американские банки расхотели давать в долг Oracle из-за её сделок с OpenAI 5 ч.
Магазины в США начали убирать модули DDR5 и видеокарты из витринных ПК, потому что их теперь часто воруют 6 ч.