Сегодня 08 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 🔥
«Взрывной коктейль из Metal Slug, Contra и фильмов 80-х»: ретроэкшен Huntdown: Overtime ворвался в ранний доступ Steam c 97 % положительных отзывов 2 ч.
Telegram получил большое обновление с ИИ — ботов теперь можно призвать в любой чат и другие нововведения 3 ч.
Приложение Fitbit превратилось в Google Health — и сможет собирать данные о здоровье даже из Apple Health 4 ч.
Новый стандарт жанра для вселенной «Чужих»: анонсирован амбициозный кооперативный шутер Aliens: Fireteam Elite 2 5 ч.
В Steam вышло атмосферное сюжетное приключение Will: Follow The Light о поиске смысла «даже в темноте» 6 ч.
Заряженное ностальгией музыкальное приключение Mixtape от создателей The Artful Escape очаровало критиков — игра доступна в российском Steam 7 ч.
IBM когда-то хотела отказаться от навигации с клавишей Tab — Microsoft не согласилась, сославшись на маму Билла Гейтса 8 ч.
ИИ с «глазами» оказался в разы дороже обычного API — агенты сжигают бюджеты, ходя по сайтам 8 ч.
Глава Take-Two взял вину за неудачи Sid Meier’s Civilization VII на себя, а обновление Test of Time исправит главную проблему игры 8 ч.
Доля российского ПО в госсекторе превысила 75 % 8 ч.
Valve внедрила защиту от перекупщиков и пообещала новые партии Steam Controller 26 мин.
Грядёт катастрофическое падение продаж материнских плат — пользователи отказываются обновлять ПК 30 мин.
Новая статья: Ноутбук DIGMA PRO Pactos на процессоре AMD Ryzen 5 7430U: скромность украшает 55 мин.
GeIL анонсировала модули DDR5, которые работают со скоростью 8000 МТ/с без разгона 4 ч.
AMD выпустила ИИ-ускоритель Instinct MI350P с 144 Гбайт HBM3E, PCIe 5.0 x16 и потреблением 600 Вт 4 ч.
Компания Ploopy «отделила» культовый манипулятор TrackPoint от ноутбуков ThinkPad и превратила его в портативную мышь 5 ч.
Google анонсировала Fitbit Air — лёгкий фитнес-трекер без экрана за $99 с круглосуточным отслеживанием активности владельца 5 ч.
Apple закажет новую партию чипов A18 Pro из-за высокого спроса на MacBook Neo 8 ч.
Iridium анонсировала PNT-решение для безошибочного позиционирования и синхронизации времени Project Authentic 8 ч.
Hisense представила игровой 5K-монитор GX Ultra с частотой обновления 180 Гц 9 ч.