Сегодня 23 февраля 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 🔥
«Даже местные разработчики ничего подобного не делали»: трейлер Forza Horizon 6 с живописными видами Японии впечатлил геймеров 19 мин.
На Android вышел ИИ-сервис диктовки Wispr Flow — без смены клавиатуры, более 100 языков, бесплатно и без лимитов 2 ч.
Tencent закрыла новую студию скандального режиссёра Assassin’s Creed IV: Black Flag и Origins — за пять лет она не выпустила ни одной игры 3 ч.
Новый гендиректор Microsoft Gaming рассекретила личный аккаунт Xbox — геймеры заподозрили подвох 3 ч.
xAI отложила релиз новой версии Grok из-за Baldur’s Gate 3, а Илон Маск одержим идеей научить чат-бот играть в League of Legends 4 ч.
Samsung улучшит ИИ-функции Galaxy AI за счёт партнёрства с Perplexity 22-02 12:34
AMD прекратила выпускать обновления драйверов для Ryzen Z1 Extreme 22-02 11:59
Активисты Stop Killing Games будут «кошмарить» издателей за закрытие старых игр на юридической основе 22-02 10:55
Новая статья: Reanimal — мастер-класс, но не без изъянов. Рецензия 22-02 00:09
Не только Cyberpunk 2077: на мощных Android-устройствах заработали AAA-игры для ПК, но с ограничениями 21-02 16:59
Honor ворвётся на рынок человекоподобных роботов — первенца покажут уже на этой неделе 2 ч.
Разработчики человекоподобных роботов теперь стараются делать их милыми и больше похожими на людей 2 ч.
Индустриальный компьютер OnLogic Factor 101 получил чип Qualcomm QCS6490 и порт 10GbE 2 ч.
Акции Nvidia упёрлись в потолок и даже отличный квартальный отчёт вряд ли их поднимет — скорее наоборот 2 ч.
Плееры iPod вернулись в моду — продажи подскочили на 20–25 %, и вот почему 2 ч.
Китайская CXMT обрушила цены на DDR4 — вдвое дешевле Samsung и SK hynix 2 ч.
Спрос на виниловые пластинки в России взлетел на 15 % в 2025 году 3 ч.
США отправят «миссионеров ИИ» по всему миру — Трамп запустил Tech Corps, чтобы укрепить влияние и сдержать Китай 5 ч.
Сооснователи Kingston Technology в этом году стали богаче на 44 % из-за бума ИИ 8 ч.
Глава SK Group заявил, что из-за дефицита памяти некоторые производители ПК и смартфонов могут не выжить 10 ч.