Сегодня 15 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 🔥
Биткоин за неделю подешевел на 15 % — ниже $65 000 за монету 8 ч.
Новая статья: Phantom Blade Zero — танцы с клинками. Рецензия 8 ч.
То же мясо, но сочнее: брутальный платформер Super Meat Boy получит ремастер с улучшенной графикой и новыми секретами 12 ч.
Октябрьские сбои «Яндекса» привели к проверкам компании в Казахстане 14 ч.
Microsoft устранила глобальный сбой сервисов — виноватой оказалась ошибка при апгрейде сети 17 ч.
Акций на всех не хватит: спрос на IPO Anthropic в шесть раз превысил предложение 18 ч.
Meta тестирует аналог Polymarket — сотрудники делают ставки, станет ли Тим Кук главой Nvidia 22 ч.
Новая статья: Queen's Domain — по заветам FromSoftware. Рецензия 14-11 00:09
«Спасибо, что были с нами»: ранний доступ амбициозного российского MMO-шутера Pioner стал его могилой 13-11 22:18
Google встроила «Кошелёк» в Gemini: ИИ сможет анализировать расходы и находить забытые подписки 13-11 21:57
Европейский стартап OwlO Cloud анонсировал создание орбитального ИИ ЦОД 10 ч.
Silicon Motion представила контроллер для корпоративных SSD с интерфейсом PCIe 6.0 10 ч.
Innodisk представила PCIe 5.0 SSD и модули DDR5 для серверов 10 ч.
SpaceX объяснила, почему ускоритель Starship не вернулся к стартовой башне и взорвался 13 ч.
Скандал в Nvidia ударил по китайским ИИ-компаниям — рынок испугался, что США перекроют им кислород 15 ч.
GeForce RTX 5090 «воскресла» после слухов о снятии с производства — но стоит теперь втрое дороже 17 ч.
Corsair выпустила прозрачный блок питания, который умеет отключать видеокарту при перегрузке 18 ч.
Intel выпустила эксклюзивный Core Ultra 7 260K для магазина Newegg — он совсем чуть-чуть медленнее 265K 14-11 02:12
SpaceX Starship отправилась в исторический полёт — попытка поймать Super Heavy провалена 14-11 02:11
Процессоры могут повторить судьбу видеокарт: бум ИИ грозит новым дефицитом комплектующих 14-11 00:02