Живые клетки обрабатывают информацию в миллиарды раз быстрее, чем считалось ранее

В рамках своего исследования Куриан выяснил, что квантовое сверхизлучение в белковых структурах живых клеток позволяет им осуществлять обработку информации на уровне, который в миллиарды раз превышает скорость традиционных биохимических каналов, таких как ионные потоки или потенциалы действия, которые не превышают 10³ операций в секунду.

Ключевым элементом в этом процессе является триптофан — аминокислота, содержащаяся во множестве белков. Она поглощает ультрафиолетовое излучение и излучает его на более длинной волне. Когда молекулы триптофана объединяются в крупные структуры, такие как микротрубочки или амилоидные фибриллы, они начинают взаимодействовать с фотонами в согласованной манере, демонстрируя квантовые характеристики.

Мы, возможно, недооценивали вычислительную способность как аневральных организмов, так и нейронов, сосредоточившись лишь на классических каналах передачи информации.

Филип Куриан, теоретический физик и основатель Лаборатории квантовой биологии (QBL) в Университете Говарда в Вашингтоне.

Исследование также предполагает, что квантовые эффекты могут сохраняться при комнатной температуре, в "теплой и хаотичной" биологической среде, где, как считалось ранее, квантовые процессы невозможны. В отличие от искусственных квантовых компьютеров, которые требуют низких температур, живые системы каким-то образом защищают свои квантовые процессы от разрушительного влияния окружающей среды.

Кроме того, исследование предполагает, что совокупная вычислительная мощность всех живых организмов на Земле может быть сопоставима с вычислительной мощностью всей наблюдаемой Вселенной. Аневральные организмы, такие как бактерии, грибы и растения, составляют основную массу биомассы Земли и существуют значительно дольше животных, что может указывать на их роль в большинстве "углеродных вычислений".

В эпоху квантовых технологий и искусственного интеллекта важно помнить, что физические законы задают границы их функционирования. Тем не менее, мы способны исследовать и интерпретировать великолепный порядок во Вселенной, по мере того как разворачивается её космическая история. Удивительно, что мы можем играть в этом такую значимую роль.

Филип Куриан, теоретический физик и директор Лаборатории квантовой биологии (QBL) в Университете Говарда в Вашингтоне.

Это открытие привлекло внимание исследователей в области квантовых вычислений, так как устойчивость хрупких квантовых эффектов в "шумной" биологической среде может оказать значительное влияние на разработку более надежных квантовых технологий. Как отметил Сет Ллойд, профессор MIT и пионер квантовых вычислений: "Вычисления, выполняемые живыми системами, обладают гораздо большей мощностью, чем те, что осуществляются искусственными."

Результаты этого исследования открывают новые горизонты не только для биологических и медицинских наук, но и для астробиологии, предлагая новые критерии для поиска жизни на других планетах. Кроме того, они могут повлиять на развитие квантовых технологий, которые будут функционировать при обычных температурах.