Сегодня 03 февраля 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 🔥
В Firefox появится выключатель всех ИИ-функций разом 4 ч.
Суровое альпинистское приключение Cairn от создателей Furi покорило вершину в 200 тысяч проданных копий всего за три дня 6 ч.
«Лучше большинства фильмов по RE»: трагичная короткометражка по мотивам Resident Evil Requiem впечатлила фанатов 8 ч.
За саундтрек можно не переживать: композитор «Ведьмака 3» напишет музыку для The Witcher 4 9 ч.
Firefly без ограничений: Adobe сняла лимиты на ИИ-генерацию изображений и видео, но не навсегда 10 ч.
Google добавит в Gemini инструмент для переноса диалогов из ChatGPT и других ИИ-ботов 11 ч.
Nioh 3 впервые в серии выйдет за пределами PC и PlayStation — Sony раскрыла сроки консольной эксклюзивности 12 ч.
Microsoft вернула на экран блокировки Windows 11 значок входа по паролю, пропавший в августе 12 ч.
Редкие в прошлом экстренные патчи Microsoft стали ужасающе обыденными 12 ч.
Календарь релизов — 2–8 февраля: Nioh 3, PUBG: Blindspot, Carmageddon: Rogue Shift и Menace 13 ч.
Arm сделала бесплатным доступ к своим архитектурам для более зажиточных стартапов 7 мин.
Новая статья: Обзор материнской платы MSI MAG X870E Tomahawk WIFI PZ: плата для эстетов-оверклокеров 4 ч.
Новая статья: ИИтоги января 2026 г.: будет триллион! 5 ч.
Экология в приоритете: проект энергоэффективного ЦОД МТС получил прописку в федеральном реестре углеродных единиц 6 ч.
В 2025 году в России значительно выросли затраты на закупки серверов и СХД на фоне их удорожания 7 ч.
Маск подтвердил переговоры о слиянии SpaceX и xAI — ИИ оказался слишком прожорлив 7 ч.
Windows 10 и процессоры Intel неожиданно прибавили популярности у геймеров — статистика Steam за январь 9 ч.
Surface без Microsoft: Meta представила виртуальные клавиатуру и тачпад для Quest 3 10 ч.
Samsung наделила все новые OLED-телевизоры и игровые мониторы Odyssey поддержкой Nvidia G-Sync 12 ч.
Продажи российских серверов и СХД почти удвоились в 2025 году 14 ч.