Живые системы, охватывающие человеческий организм, флору и микроорганизмы, способны применять принципы квантовой механики для обработки данных.
Учёный, черпая вдохновение в идеях Эрвина Шрёдингера, по-новому взглянул на возможности жизни через призму физики. Его заключения впечатляют: биосфера, начиная с появления жизни на Земле и до сегодняшнего дня, могла осуществить обработку огромных массивов информации, используя квантовые механизмы.
Как утверждает Куриан, биологические системы умеют задействовать квантовые сигналы даже в условиях теплового хаоса, свойственного живой природе. Это идёт вразрез с общепринятым мнением об уязвимости квантовых явлений, которые, как полагали, реализуемы лишь при экстремально низких температурах.
Одним из ключевых результатов стало исследование аминокислоты триптофана, присутствующей в большинстве протеинов. Учёные выяснили, что она не только абсорбирует ультрафиолет, но и использует квантовые эффекты для молниеносной передачи информации — практически мгновенно, за пикосекунды. Это в миллиарды раз оперативнее сигналов в нервной системе человека.
«Эти молекулы функционируют как квантово-оптические кабели», — пояснил Куриан.
Причём вычислительные операции происходят не только в головном мозге. Исследования демонстрируют, что даже организмы, лишённые нервной системы, такие как растения, грибы и бактерии, обладают способностью к квантовой обработке данных. Это позволяет допустить, что планета Земля может функционировать как гигантский живой квантовый суперкомпьютер.
Для создателей квантовых технологий это открытие имеет важное стратегическое значение. Если природа успешно реализует квантовые процессы при комнатной температуре, то и технические решения могут стать более простыми и доступными, не требуя охлаждения до абсолютного нуля.
Если обратиться к реальным публикациям в Nature или других авторитетных научных журналах, можно обнаружить, что пока нет прямых доказательств наличия квантовых вычислений в живых организмах. Есть лишь гипотезы и экспериментальные данные, указывающие на возможность квантовых эффектов (например, квантовой когерентности) в биологических системах, таких как фотосинтез или магниторецепция птиц. Но это не означает, что в организмах происходят полноценные квантовые вычисления. Квантовые вычисления — это сложный процесс, который требует использования квантовых битов (кубитов), способных находиться в суперпозиции состояний, а также выполнять запутывание и другие специфические операции. Для реализации квантовых вычислений необходимы строго контролируемые условия (например, сверхнизкие температуры и изоляция от внешних воздействий). В живых организмах такие условия практически невозможны. Хотя некоторые биологические процессы могут использовать квантовые эффекты (например, туннелирование электронов или когерентность), это не эквивалентно квантовым вычислениям. Утверждение, что в живых организмах происходят квантовые вычисления, требует исключительно сильных доказательств, которые пока отсутствуют. Есть несколько известных исследований, которые изучают роль квантовых эффектов в биологии: Фотосинтез : Исследования показали, что в фотосинтетических комплексах растений может происходить квантовая когерентность, что помогает эффективно передавать энергию. Однако это не является квантовыми вычислениями. Магниторецепция птиц : Предполагается, что птицы могут использовать квантовые эффекты для навигации по магнитному полю Земли. Но это тоже не относится к квантовым вычислениям. В научной литературе нет данных, подтверждающих, что живые организмы используют квантовые алгоритмы или кубиты для обработки информации. На данный момент нет доказательств того, что в живых организмах происходят квантовые вычисления. Хотя квантовые эффекты действительно могут играть роль в некоторых биологических процессах, это не эквивалентно выполнению квантовых алгоритмов.