Сегодня 25 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 🔥
Yandex B2B Tech открыла доступ к Alice AI LLM — самому мощному семейству нейросетей «Яндекса» 31 мин.
«Просто бальзам на измученную геймерскую душу»: пользователи Steam оценили российскую ролевую игру Of Ash and Steel в духе «Готики» 49 мин.
Если научить ИИ маленькому обману, он начнёт жульничать систематически — Anthropic открыла вредную склонность ИИ 2 ч.
Утечка: российские фанаты «Принца Персии» опубликовали запись внутреннего показа ремейка Prince of Persia: The Sands of Time 2 ч.
В «Яндекс Картах» появился ИИ-помощник — он даёт подробные и актуальные подсказки 4 ч.
Google отчаянно защищает AdX от принудительной продажи: отделить рекламный бизнес технически невозможно 6 ч.
Ошибка Windows 11 24H2 приводит к сбоям в «Проводнике» и меню «Пуск» 7 ч.
ИИ оказался слишком рискованным даже для страхования от рисков 10 ч.
Anthropic бросает вызов Gemini 3: представлена мощная ИИ-модель Opus 4.5 и инструмент для покорения Excel 14 ч.
Маск ударил по фабрикам троллей: X начала показывать местоположение аккаунтов 15 ч.
AWS потратит $50 млрд на расширение облачных мощностей для правительства США: +1,3 ГВт на ИИ и HPC 8 мин.
Meta готова снизить зависимость от Nvidia и потратить миллиарды долларов на чипы от Google 26 мин.
Дефицит оперативной памяти выходит из-под контроля — магазины стали отказываться от фиксированных цен 27 мин.
ИИ облегчит диагностику редких генетических заболеваний — представлена модель PopEVE 31 мин.
Huawei представила четыре флагмана Mate 80 — новый дизайн, Kirin 9030 и до 20 Гбайт ОЗУ по цене до $1830 46 мин.
Китай запустил первую в своей истории спасательную космическую миссию 54 мин.
Российскому интернету грозит «помутнение»: до 70 % оптоволоконных магистралей устареют в 2025 году 56 мин.
Xiaomi научила электромобили автоматически объезжать препятствия в случае опасности 2 ч.
TSMC построит на Тайване ещё три фабрики 2-нм чипов и ускорит освоение этого техпроцесса в США 2 ч.
Microsoft представила настоящие кроксы в стиле Xbox — и их даже можно купить 2 ч.