Сегодня 20 октября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про серверы

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Инди-разработчики начали скрывать новые игры от публики из страха перед ИИ-клонами 52 мин.
Microsoft решила проблему, которую сама создала: защитой бизнеса от её ИИ займутся «агенты-хранители» 59 мин.
DeepSeek объявили нежелательной в госструктурах США: власти опасаются утечки данных в Китай 4 ч.
Слухи: Lucasfilm может доверить разработку Star Wars Battlefront 3 не DICE, а Bungie 5 ч.
Лавкрафтианский хоррор Stygian: Outer Gods готов вырваться из пучины раннего доступа Steam — дата выхода и детали версии 1.0 5 ч.
Календарь релизов 19–25 октября: CoD: MW4, Stupid Never Dies и We Were Here Tomorrow 15 ч.
В Steam стартовал как никогда масштабный фестиваль «Играм быть» — более семи тысяч демоверсий будущих хитов 16 ч.
Дополнение Silk & Silver добавит в стратегию Crusader Kings 3 прогрессивную систему торговли и не только — дата релиза уже известна 16 ч.
Samson: A Tyndalston Story станет последней игрой Liquid Swords — студия создателя Just Cause закрывается, но он уже готовит новую 18 ч.
Хакерам грозит безработица: ИИ-агенты освоили сложные кибервторжения без участия человека 19 ч.
Производители оборудования связи попросили упростить требования к системным платам 6 мин.
Представлен мини-компьютер Sipeed MaixStation — конкурент NVIDIA DGX Spark с чипом Axera AX8860P 13 мин.
Электричество из-под морского дна: эксперимент у подводного вулкана завершился первым успехом 49 мин.
Глава Кемеровской области предложил разместить ЦОД в отработанных угольных карьерах 55 мин.
Mercedes-Benz представила электрический кроссовер AMG GT с мощностью до 1169 л.с. и имитацией рёва V8 56 мин.
Tenstorrent завершила раунд финансирования на $1,5 млрд с оценкой $6,2 млрд 3 ч.
Грунт с Фобоса — на Землю: японский зонд отправился разгадывать тайну спутников Марса 3 ч.
Amazon развернёт в Индиане 12 SMR и станет первым потребителем их энергии 4 ч.
46 ядер RISC-V и 8 каналов DDR5: SpacemiT представила чипы Vital Stone V100 4 ч.
OpenAI торопится привлечь $30 млрд, чтобы инвесторы не отдали деньги Anthropic 6 ч.