Сегодня 02 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 🔥
DeepSeek ответил на GPT-5 и Gemini 3 Pro — представлены мощные ИИ-модели DeepSeek-V3.2 36 мин.
Календарь релизов 1 – 7 декабря: Metroid Prime 4, Marvel Cosmic Invasion и «Зайчик» 5 ч.
«Так не хочется, чтобы эта игра заканчивалась»: первый тизер последнего дополнения к Atomic Heart заинтриговал и растрогал фанатов 5 ч.
Microsoft признала, что ИИ-агенты небезопасны, но всё равно заполонит ими Windows 11» 6 ч.
Грандиозное возвращение мастера скрытности Стикса откладывается на 2026 год — дата выхода и новый трейлер Styx: Blades of Greed 6 ч.
В первый день зимы биткоин упал ниже $85 000 — пример оказался заразительным 7 ч.
Создатели «Земского собора» по многочисленным просьбам доработали боевую систему и улучшили оптимизацию — подробности крупного обновления 1.1.0 8 ч.
Состоялся релиз Astra Automation 2.0 — новой версии корпоративной платформы автоматизации IT-операций 10 ч.
В России резко вырос спрос на специалистов по общению с нейросетями 11 ч.
«Пожирает всё твоё время на протяжении многих лет»: сооснователь Rockstar спустя пять лет объяснил причину ухода из студии 12 ч.
Новая статья: Обзор и тест процессорного кулера PCCooler R400: малыш и его «карлссон» 2 ч.
AMD и Intel символически нарастили долю на рынке видеокарт — Nvidia всё равно держит подавляющие 92 % 2 ч.
TeamGroup предупредила: дефицит DRAM и NAND только начинается — цены будут расти весь 2026 год 2 ч.
В России автомобили Porsche стали массово глохнуть и выдавать ошибки — умельцы уже нашли решение 3 ч.
Настольная ностальгия: Sega выпустила аркадные мини-автоматы с Sonic The Hedgehog 3 ч.
Техпроцесс TSMC A16 оказался никому не нужен кроме Nvidia — Apple сразу перескочит на 1,4 нм 4 ч.
Дефицит DRAM ударил по Raspberry Pi 5 — одноплатники подорожали, но появилась бюджетная версия с 1 Гбайт 5 ч.
Акции Intel подскочили на 10 % после слухов о производстве процессоров для Apple MacBook 6 ч.
Взлетевшие цены DDR5 обрушили продажи материнских плат — геймеры призывают к бойкоту 6 ч.
«Это большая сделка»: Nvidia вложила $2 млрд в разработчика ПО для проектирования чипов Synopsys 6 ч.