Результаты нового исследования показывают, что биологические системы могут использовать квантовую механику для обработки информации с удивительной скоростью даже в условиях высокой температуры и влажности. Ранее считалось, что такие сложные эффекты квантовой механики возможны только в холодных и стабильных средах. Исследования охватывают не только головной мозг, но и более простые организмы, такие как бактерии и растения.
Теоретик-физик Филип Курион, возглавляющий Лабораторию квантовой биологии в Вашингтонском университете, представил обновленные данные о способности форм жизни на Земле обработать колоссальные объемы информации за всю историю планеты. Его работа, опубликованная в журнале Science Advances, связывает вычислительные возможности биологических систем с квантовыми пределами материи во Вселенной.
Исследовательская группа Курион изучила роль белковых полимеров в водной среде и обнаружила квантовые эффекты, которые выживают в сложных условиях. Эти эффекты могут не только ускорить биологические процессы в миллиарды раз быстрее, чем считалось ранее, но и защитить организм, например, от нейродегенеративных заболеваний.
Ключевой молекулой в этом процессе является аминокислота триптофан, которая поглощает ультрафиолетовый свет и повторно излучает его на меньшей энергии. Большие сети триптофана в клеточных структурах обеспечивают условия для квантовых эффектов, способствуя более эффективной обработке информации.
Несмотря на традиционные взгляды, что биологическая обработка информации связана исключительно с нейронами, Курион доказал, что даже организмы без нервной системы, такие как бактерии и растения, имеют чрезвычайно сложные вычислительные возможности. Эти организмы составляют большую часть биомассы Земли и давали основу для углеродной обработки данных задолго до появления животных.
Результаты также заинтересовали ученых, работающих над созданием более устойчивых квантовых технологий. Открытие Курион показывает, что квантовые эффекты могут выживать в «шумной» биологической среде, предоставляя новые возможности для разработки квантовых компьютеров и других технологий будущего, пишет SciTechDaily.com.