Живые клетки обрабатывают информацию в триллионы раз быстрее, чем считалось ранее
Поехали!.. На встречу чуду!
Обзор исследований по квантовым вычислительным способностям живых клеток
Современные исследования всё чаще указывают на то, что живые клетки могут обрабатывать информацию с поразительной скоростью, в триллионы раз превосходящей традиционные представления о биохимических процессах. Современная теория предполагает, что за кажущейся простотой клеточных механизмов скрывается целый арсенал высокоэффективных вычислительных процессов, не уступающих даже разработанным искусственным квантовым системам.
Новые данные от Филипа Куриана
Физик-теоретик Филип Куриан, директор Лаборатории квантовой биологии (QBL) в Университете Говарда, провёл исследование, демонстрирующее, что белковые структуры в клетках могут проявлять эффект квантового сверхизлучения. Этот феномен обусловлен способностью аминокислоты триптофан, которая является компонентом множества белков, поглощать ультрафиолетовый свет и излучать его на более длинной волне. При образовании крупных молекулярных сетей (например, микротрубочек цитоскелета или амилоидных фибриллов) происходит координированное взаимодействие с фотонами, что позволяет клеткам выполнять до одного–десяти триллионов операций в секунду. Это превышает скорость обработки информации традиционными методами, базирующимися на ионных потоках и потенциалах действия, которые работают примерно на уровне тысяч операций в секунду.
Квантовые процессы в биологической среде
Одним из самых поразительных аспектов исследования является то, что квантовые эффекты, обычно требующие сверхнизких температур и исключительной изоляции, наблюдаются в "тёплой и хаотичной" среде живых организмов. Это указывает на то, что живые системы обладают особыми механизмами защиты своих квантовых процессов от теплового шума и деструктивного воздействия окружающей среды. В отличие от искусственных квантовых компьютеров, которым для стабильной работы требуется охлаждение, биологические системы сумели эволюционно "обучиться" поддерживать столь сложные эффекты при обычных условиях.
Глобальное значение вычислительной мощности жизни на Земле
Исследования также предлагают гипотезу, согласно которой суммарная вычислительная мощность всех живых организмов Земли за её историю может сравниться с мощностью всей наблюдаемой Вселенной. Особенно это относится к аневральным организмам — бактериям, грибам и растениям, составляющим подавляющую часть биомассы планеты и обладающим длительной историей существования. Эти выводы могут существенно изменить наше представление о роли живых организмов в эволюции и их потенциальном участии в глобальных информационных процессах.
Потенциальные приложения для квантовых технологий и астробиологии
Открытия Филипа Куриана уже привлекли внимание специалистов в области квантовых вычислений. Примером служит мнение профессора Сета Ллойда из MIT, который отмечает, что вычислительные процессы в живых системах обладают огромным преимуществом перед современными искусственными квантовыми технологиями. Это поднимает вероятность создания квантовых устройств, способных работать при комнатной температуре, что значительно упростит их практическое применение.
Кроме того, понимание квантовых вычислительных возможностей живых клеток может оказать влияние на астробиологию. Новые критерии поиска жизни в космосе могут основываться не только на химическом составе, но и на способности обнаружения сложных квантовых процессов, свидетельствующих о наличии сложных вычислительных структур, необходимых для жизни.
Выводы
В совокупности данные исследования не только углубляют наше понимание механизмов жизни, но и стимулируют развитие новых технологий, способных использовать принципы квантовой биологии. Это подтверждает, что исследования живых систем могут предоставить важные подсказки для решения глобальных технологических и научных задач.
