Сегодня 30 мая 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 🔥
Новая статья: Forza Horizon 6 — в Японию с ветерком. Рецензия 6 ч.
Microsoft проигнорировала баги Windows, а потом пригрозила уголовным делом исследователю за их публикацию 6 ч.
Открытое тестирование мрачного экшена Mistfall Hunter с нестандартной механикой эвакуации стартует 15 июня 7 ч.
OpenAI отправит на пенсию ИИ-модели GPT-4.5 и o3 до конца лета 7 ч.
«Как в оригинальной игре, но больше и лучше»: разработчики ремейка «Готики» рассказали об особенностях боевой системы 8 ч.
Gartner: большинство кастомных ИИ-моделей и проектов генеративного ИИ ожидает провал 10 ч.
Fable всё-таки не выйдет в 2026 году — в том числе из-за GTA VI 10 ч.
Ролевая игра The Witch's Bakery подружит геймеров с общительной ведьмой-пекарем из Парижа — релиз намечен на август 11 ч.
Дополнение «Баллады прошлого» к The Witcher 3 станет «прологом» к будущему «Ведьмака» 12 ч.
Кроссовер с Clair Obscur, онлайн-кооператив и элементы 3D: инсайдеры поделились новыми подробностями ремейка Rayman Legends 13 ч.
MediaTek утверждает, что чипы для её клиентов теперь способна упаковывать и Intel 19 мин.
Камеры для iPhone 18 Pro получат переменную диафрагму, но обойдутся Apple на 50 % дороже 45 мин.
ASRock анонсировала игровые мониторы Taichi и Phantom Gaming на базе QD-OLED и Tandem OLED 6 ч.
Анонсирован 120-мм корпусный вентилятор Eurocase EU-FN120ARGB_8+14 с тихой работой и ARGB-подсветкой 6 ч.
Acer представила пятёрку игровых мониторов Predator и Nitro с частотой обновления до 540 Гц и разрешением до 4K 8 ч.
FuriosaAI и Broadcom создадут ИИ-ускоритель для платформы инференса для агентной эры 9 ч.
Dell представила самый лёгкий ноутбук XPS — килограммовый XPS 13 c Intel Wildcat Lake и ценой от $599 10 ч.
Утечка показала iPhone 18 Pro в цвете «Тёмная вишня» — он может стать новым трендом для Android 10 ч.
ASRock выпустит видеокарту Radeon RX 9070 XT Taichi 10th Anniversary Edition по случаю 10-летия бренда Taichi 10 ч.
Acer показала портативную консоль Nitro Blaze Link для трансляции игр с ПК по Wi-Fi 10 ч.