Сегодня 16 марта 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 🔥
Игровая индустрия сильно пострадала из-за ИИ, и GDC 2026 показала, что ситуация близка к коллапсу 30 мин.
Парусная лодка, собаки и северные красоты: приключение Will: Follow The Light выйдет 28 апреля 13 ч.
Google не исключает появление рекламы в Gemini 13 ч.
ByteDance отложила глобальный запуск ИИ-генератора видео Seedance 2.0 из-за проблем с авторскими правами 18 ч.
Пятая часть австралийских подростков сохранила доступ к социальным сетям после их официального запрета 19 ч.
Новая статья: Docked — классический немецкий симулятор, только не от немцев. Рецензия 15-03 00:02
Новая статья: Gamesblender № 767: следующая Xbox, новые процессоры Intel, суд Nintendo и США, инфляция в Fortnite 14-03 23:39
Карточный роглайк Slay of the Spire 2 разошёлся тиражом в 3 млн копий — разработчики спешно готовят для него новый контент 14-03 20:36
Хакеры начали заполонять GitHub проектами с «невидимым» вредоносным кодом 14-03 13:23
Игры для ПК избавятся от компиляции шейдеров — Microsoft повсеместно распространит ASD на Windows 14-03 13:12
Гиперскейлеры и разработчики чипов создали консорциум OCI MSA для внедрения масштабируемого оптического интерконнекта для ИИ 2 ч.
Новая статья: Гид по выбору OLED-монитора в 2026 году: эволюция в деталях 2 ч.
Оригинальную Xbox One 2013 года наконец удалось взломать — ключ в скачках напряжения 3 ч.
Китайская Hygon увеличила выручку благодаря высокому спросу на отечественные high-end чипы 3 ч.
В Мособлдуме предупредили о возможных сбоях связи в Подмосковье 14 ч.
Microsoft ведёт переговоры об аренде мощностей в техасском кампусе Stargate на сотни мегаватт 14 ч.
GigaDevice представила чипы SPI NOR Flash серии GD25UF для периферийных и ИИ-устройств 14 ч.
Выпуск ИИ-чипов DeepX DX-M2 отложен из-за проблем у Tesla 14 ч.
Poco вскоре представит мощные смартфоны Poco X8 Pro и X8 Pro Max 16 ч.
Бактерии научили вырабатывать электричество при обнаружении опасных веществ — для этого их «заключили под стражу» 14-03 22:23