Сегодня 16 сентября 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 🔥
Разочаровавший критиков супергеройский боевик Marvel’s Wolverine стартовал в PS Store с рейтингом 97 % 40 мин.
SiFive и AMD займутся оптимизацией ROCm для RISC-V 51 мин.
Почти все базы данных в США работают на устаревшем ПО — обновиться слишком сложно и дорого 2 ч.
Apple устранила рекордное число уязвимостей в iOS и других программных продуктах 3 ч.
The Rolling Stones, Трэвис Скотт, Future и многие другие: музыканты начали дразнить фанатов тизерами коллаборации с GTA VI 3 ч.
Cloudflare захлопнула дверь перед частью ИИ-ботов на миллионах сайтов 3 ч.
Google представила ИИ-модели Gemini 3.8 Live и Live Extended Thinking 3 ч.
Remedy не сомневается в успехе Control Resonant — раскрыта дата выхода первых обзоров 4 ч.
Фэнтезийный ролевой боевик Wo Long 2: Wings of Ember от создателей Nioh получил новый трейлер, дату выхода и временную демоверсию 5 ч.
Марк Цукерберг также высказался против централизованного замедления развития ИИ 6 ч.
Canon представила полнокадровую беззеркалку EOS R8 Mark II — самую лёгкую со встроенной стабилизацией 13 мин.
Марсоход NASA Curiosity обнаружил на Марсе странные «отпечатки ног» — учёные пока не знают, откуда они взялись 55 мин.
Производители смартфонов и ноутбуков теперь покупают память вслепую — дефицит не позволяет заранее узнать цену, сроки и объёмы поставок 2 ч.
Anthropic заключила первое соглашение об аренде ИИ ЦОД в Австралии, одного из крупнейших в мире 2 ч.
Micron создала серверные модули памяти RDIMM DDR5-9200 объёмом 512 Гбайт 2 ч.
Intel не смогла запустить завод в Огайо, а теперь им заинтересовалась SK hynix — там хотят делать память 3 ч.
Создание «китайского Starlink» ускорилось — к запускам спутников подключилась частная компания 3 ч.
Meta вскоре может представить умные очки Luna, в которых нет камер 3 ч.
Открытие китайских учёных кратно ускорит производство водорода солнечным светом 4 ч.
Micron создала планку DDR5 объёмом полтерабайта 4 ч.