Сегодня 24 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 🔥
Apple устала от раздутого кода — в iOS 27 качество будет превыше новых функций 2 ч.
Новая статья: The Outer Worlds 2 — галактика ждет героя. Рецензия 23-11 00:00
Слежка без камер: Apple создала ИИ, который вычисляет действия пользователя по звуку и движениям 22-11 20:34
В Google начала показывать рекламу в «Режиме ИИ» в поиске — пока не всем 22-11 20:08
В уведомлениях Gmail на Android появился предпросмотр фото и других вложений 22-11 17:50
Nothing начала обновлять смартфоны до Android 16 и добавила индикаторы прогресса на заднюю панель 22-11 16:58
«Проводник» в Windows 11 будет автоматически загружаться в фоновом режиме, чтобы стать быстрее 22-11 13:27
Соцсеть X запустила маркетплейс редких и «спящих» никнеймов 22-11 13:20
Google опровергла «вводящие в заблуждение» сообщения об обучении ИИ на письмах из Gmail 22-11 12:17
Хакеры взломали приложение Gainsight и могли похитить данные более двухсот компаний 22-11 11:47
Новая статья: Обзор ASUS ROG Strix G16 (2025) G615: ноутбук с оптимальной игровой графикой 7 мин.
Seasonic выпустит киловаттный блок питания с пассивным охлаждением 2 ч.
«Роботы могут проломить череп»: Figure AI уволила инженера за такие слова и теперь ответит за это в суде 2 ч.
ИИ-пузырь «витает в воздухе», но Google всё равно замахнулась на расширение ИИ-мощностей в 1000 раз 3 ч.
Linux-ноутбук на Snapdragon X1 Elite отменён — заточенный под Windows процессор сильно тормозит с другой ОС 7 ч.
TeamGroup выпустила SSD с физической красной кнопкой самоуничтожения 8 ч.
OpenAI и Foxconn оптимизируют стоечные решения для ИИ ЦОД, которые будут выпускаться в США 8 ч.
Будущее на кончике пальца: создан пластырь, позволяющий «чувствовать» текстуры через экран 11 ч.
Joby испытала версию электролёта S4 со сверхвысокой автономностью 12 ч.
SpaceX Falcon 9 слетала в космос 150 раз с начала года — на орбиту выведана очередная партия спутников Starlink 14 ч.