Сегодня 29 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 🔥
Новая статья: PowerWash Simulator 2 — опять работать. Рецензия 6 ч.
Американцы стали уходить из X, отдавая предпочтение TikTok 7 ч.
Амбициозный авиасимулятор «Корея. Серия Ил-2» перенесли на 2026 год — новый трейлер и предзаказ с «максимальной скидкой» 9 ч.
OpenAI урезала лимиты на генерацию контента с помощью Sora — Google так же поступила с Nano Banana Pro 9 ч.
«РТК-ЦОД» запустила новую площадку «Облака КИИ» в московском дата-центре 9 ч.
Перенос GTA VI не помешает Forza Horizon 6 — инсайдер уточнил, когда выйдет новый гоночный хит от Playground Games 9 ч.
«Дорога была долгой, но скоро мы будем дома»: возрождённая ролевая песочница Hytale в духе Minecraft наконец получила дату выхода в раннем доступе 11 ч.
Энтузиасты раскопали бета-версию Fallout: New Vegas с массой вырезанного контента 12 ч.
Гора с плеч: SEC отказалась от иска к SolarWinds и её шефу по безопасности из-за нашумевшей атаки SUNBURST пятилетней давности 14 ч.
В Туркменистане узаконили майнинг и криптовалютные биржи 14 ч.
Японский электрокар Owl Roadster установил новый мировой рекорд разгона почти до сотни 5 ч.
Google внезапно самоустранилась из антимонопольного спора с Microsoft по поводу облаков в Европе 8 ч.
Erying выпустила настольные материнские платы с мобильными процессорами Intel Core Ultra 200H 8 ч.
Хитрый трюк помог станции NASA развенчать дутую сенсацию о подземном озере на Марсе 9 ч.
Сбой в системе охлаждения ЦОД обрушил крупнейшую в мире товарную биржу CME 9 ч.
По слухам, Apple возобновит сотрудничество с Intel в сфере чипов, но не как раньше 9 ч.
Сбой системы охлаждения ЦОД остановил торги на крупнейшей в мире бирже деривативов 12 ч.
Российский рынок IT резко замедлил рост в 2025 году — продажи оборудования и вовсе упадут 12 ч.
Фрески из Помпей помогут восстановить роботы 12 ч.
Alibaba и ByteDance натренировались тренировать передовые ИИ-модели в ЦОД Юго-Восточной Азии 12 ч.