Сегодня 05 ноября 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 🔥
Apple разрешила себе проверять файлы в iCloud, которыми пользователи делятся по ссылке 18 мин.
ChatGPT научился генерировать гифки — из картинок или по описанию 2 ч.
Apple начала экономить на ИИ: компания урезает сотрудникам бюджеты на использование нейросетей 2 ч.
«Заберите мои деньги, пока они у меня ещё есть»: разработчики Lords of the Fallen 2 впечатлили игроков демонстрацией улучшенной боевой системы 3 ч.
GTA VI уже заработала три четверти миллиарда долларов, хотя ещё даже не вышла 4 ч.
Для NPU нашлось полезное применение: его научили отрисовывать интерфейс Windows 11 вместо GPU — пока получается не очень быстро 12 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой World of Warcraft: Forever и нейронного рендеринга DLSS 5 в Hogwarts Legacy и War Thunder 14 ч.
«Честный знак» от Anthropic: компания придумала, как выявлять поддельные нейросети 14 ч.
Apple предупредила инвесторов: ИИ-агенты могут выйти из-под контроля и навредить бизнесу 14 ч.
Следующий большой эксклюзив PS5 не выйдет в срок — разработчики God of War Laufey объяснили перенос 15 ч.
Прибыль Macronix бьёт рекорды на фоне дефицита флеш-памяти 2 мин.
MSI выпустила компьютер Cubi NUC WCG на базе Intel Wildcat Lake в полулитровом корпусе 4 мин.
Космический телескоп Swift почти сгорел в атмосфере Земли после 22 лет наблюдений за Вселенной 2 ч.
Google вложит $15 млрд в развитие ЦОД в Малайзии 2 ч.
California Resources и Bloom Energy планируют развернуть в Калифорнии топливные элементы на 1 ГВт для ЦОД и других потребителей 3 ч.
Рынок серверов для HPC и научных ИИ-задач вырос почти на 20 % — впервые за четверть века в лидеры выбилась Dell 3 ч.
Новая статья: Обзор блока питания MSI MAG A1200PLS PCIE5 10 ч.
Акции бигтехов подскочили после выборов в США — инвесторы увидели спасительный тормоз для ИИ-гонки 12 ч.
Новая статья: Обзор робота-уборщика Dreame L60 Ultra: когда просто нужен качественный пылесос 12 ч.
Qualcomm поможет SpaceX превратить Starlink в полноценного мобильного оператора с 5G 12 ч.