Сегодня 01 декабря 2025
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 🔥
Глава Google пояснил, что вайб-кодинг хорош, но не для всех сфер применения 33 мин.
Значок видишь? А он есть: после обновления из Windows «пропала» иконка для входа по паролю 8 ч.
Ранний доступ экшена Into the Fire о выживании на разбушевавшемся вулканическом хребте стартует в 2026 году 9 ч.
ИИ-модель Alibaba Qwen3-VL способна уловить почти все детали двухчасового видео, лишь раз его «просмотрев» 11 ч.
Аудитория условно-бесплатного ролевого экшена Where Winds Meet выросла до 9 млн за две недели после релиза 13 ч.
Психологический хоррор The 9th Charnel о группе пропавших учёных-генетиков получил дату релиза 13 ч.
Google отозвала жалобу на Microsoft по поводу антиконкурентной практики Azure псле запуска расследования в ЕС 16 ч.
Кооперативное приключение Split Fiction получило неофициальную русскую озвучку от Mechanics VoiceOver 19 ч.
Сборник хорроров Layers of Fear: The Final Masterpiece Edition от авторов ремейка Silent Hill 2 выйдет на Nintendo Switch 2 уже 19 декабря 20 ч.
Инвесторы не спешат пугаться ИИ-пузыря — деньги в стартапы льются как прежде 21 ч.
Новая статья: Компьютер месяца — декабрь 2025 года 6 ч.
Для невышедших Intel Xeon Granite Rapids-WS уже представлена материнская плата Adlink ISB-W890 формата CEB 12 ч.
Вьетнам годами не пускал китайское 5G-оборудование Huawei и ZTE, но новые пошлины США, похоже, заставили власти передумать 12 ч.
Samsung станет крупнейшим производителем телевизоров 20-й год подряд, несмотря на натиск китайских конкурентов 14 ч.
Ускорители вычислений Baidu имеют все шансы стать хитом китайского рынка 22 ч.
SK hynix запустит тотальное расширение фабрик памяти DRAM, чтобы победить дефицит 22 ч.
Micron инвестирует $9,6 млрд в завод по производству памяти HBM в Японии 30-11 00:31
Первый в мире частный научный спутник успешно выведен в космос — он будет изучать звёзды в ультрафиолете 29-11 18:57
Главы технологических компаний наперебой заговорили о ЦОД в космосе 29-11 17:53
В 2027 году Intel может наладить выпуск процессоров Apple M по техпроцессу 18A-P 29-11 16:59