Сегодня 22 ноября 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 🔥
Новая статья: Call of Duty: Black Ops 7 — такой «колды» ещё не было. Рецензия 9 ч.
«Просить больше казалось неправильным»: авторы возрождённой ролевой песочницы Hytale в духе Minecraft подтвердили цену игры 12 ч.
Google теперь использует письма пользователей Gmail для обучения ИИ, но это можно отключить 12 ч.
У Grok сломался регулятор подхалимства к Илону Маску — бот решил, что он совершенен во всём и даже может воскрешать людей 12 ч.
Разработчики Nioh 3 раскрыли системные требования для игры в 1080p с апскейлерами 13 ч.
Каждый четвёртый россиянин хотя бы раз в месяц пользуется нейросетями 13 ч.
Ubisoft объяснила, почему задержала финансовый отчёт, и похвасталась новым успехом Assassin's Creed Mirage 14 ч.
«МойОфис» анонсировал более десятка новых технологий и продуктов для бизнеса 15 ч.
Журналисты выяснили, когда выйдет ремейк Assassin’s Creed IV: Black Flag — ждать осталось недолго 15 ч.
Обнаружен Android-троян Sturnus, который перехватывает сообщения в WhatsApp и Telegram 16 ч.
Глава Nvidia признался сотрудникам, что рынок не оценил по достоинству невероятно успешные результаты квартала 30 мин.
Отрицание пузыря основателем Nvidia не помешало акциям бигтехов завершить неделю сильным падением 2 ч.
Американские власти обсуждают идею разрешения поставок ускорителей Nvidia H200 в Китай 3 ч.
По-настоящему космический микроконтроллер STMicroelectronics STM32V8 пропишется в спутниках Starlink: 800 Мгц, защита от радиации и работа при +140 °C 9 ч.
Huawei пообещала флагманам Mate 80 автономность до 14 дней, но чем-то придётся жертвовать 12 ч.
Huawei научилась создавать конкурентов для ИИ-систем Nvidia, но они проигрывают по эффективности и производительности 12 ч.
В США впервые разрешили испытания на людях мозгового имплантата для восстановления речи 13 ч.
Российские итоги HUAWEI XMAGE 2025 и выставка «Фото[графическое] путешествие» 14 ч.
Joby Aviation подала в суд на конкурента Archer за кражу технологий аэротакси 15 ч.
Маск пообещал дешёвые ИИ-серверы в космосе через пять лет — Хуанг назвал эти планы «мечтой» 15 ч.