Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Квантовые технологии

Специалисты Университета Страны Басков (Испания) первыми в мире создали квантовую версию искусственной жизни и представили первые примеры квантовой эволюции, позволяющие физикам понять, как в квантовом мире возникла сложность, а также ответить на некоторые вопросы о том, как в классическом мире возникла органическая жизнь.

Ученые-информатики давно играют с искусственными формами жизни, созданными из компьютерного кода. В цифровой симуляции жизни все происходит так же, как в органическом мире. Самый устойчивый и приспособившийся к окружающей среде код оставляет большое «потомство» в виде вторичных кодов, а неприспособленный умирает. Другими словами, код эволюционирует. На его примере можно изучать различные аспекты эволюции и возникновения сложности. Это полностью классический процесс, следующий обычным ньютоновским шагам. В реальном мире, с другой стороны, есть квантовая механика и ее странные феномены. Таким образом, возникает вопрос, какую роль играет квантовая механика в эволюции и происхождении жизни? Для того чтобы ответить на него, следует создать искусственные квантовые формы жизни.

Унаи Альварес-Родригес и его коллеги провели следующий эксперимент: они разделили квантовую «жизнь» на две части — генотип и фенотип. Как и в случае углеродной жизни, квантовый генотип состоит из квантовой информации, которая описывает генетический код индивидуума. Генотип — часть квантовой единицы жизни, которая передается от одного поколения другому. Фенотип же — это проявление генотипа, которая взаимодействует с реальным миром — это «тело» индивидуума. «Это состояние, вместе с информацией, которая в нем закодирована, разрушается с ходом жизни индивидуума», — говорит Альварес-Родригес.

Каждая единица квантовой «жизни» состоит из двух кубитов — один для генотипа, и один для фенотипа. «Цель исследований — воссоздать характерные особенности дарвиновской эволюции, приспособленной к языку квантовых алгоритмов и квантового вычисления», — говорят ученые.

Первый шаг в эволюционном процессе — это размножение. На квантовом уровне это было решено посредством запутанности, которая позволяет переносить квантовые состояния с одного объекта на другой. В данном случае, кубит генотипа передавал квантовую информацию. Второй шаг — выживание, которое зависит от фенотипа. Для этого аспект состояния генотипа был перенесен на пустое состояние, которое стало фенотипом. Затем фенотип взаимодействовал со средой и, в конце концов, рассеивался. Этот процесс эквивалентен старению и умиранию в органическом мире, и время, которое на него требуется, зависит от генотипа. Те «организмы», которые смогли прожить дольше, лучше приспособлены к среде и обладают преимуществом в воспроизводстве в следующем поколении.

Есть другой важный аспект эволюции — как индивидуумы отличаются друг от друга. В обычной эволюции есть два варианта: через половую рекомбинацию, когда сочетаются генотипы двух индивидуумов; или через мутации, когда в ходе репродуктивного процесса происходят случайные изменения генотипа. Альварес-Родригес сотоварищи выбрал второй путь, введя ротацию квантовых состояний в качестве случайных изменений при передаче квантовой информации.

Впрочем, это все теория, на практике сам эксперимент был гораздо сложнее, поскольку полноценные квантовые компьютеры еще не существуют. Тем не менее, ученым удалось использовать 5-кубитную симуляцию квантового компьютера IBM QX, пропустив через нее примерно 275 000 квантовых алгоритмов.

Результаты совпали с теоретическими предсказаниями с большой точностью, воспроизведя характерные особенности искомого сценария квантового естественного отбора. Важную роль сыграли мутации, которые, как и в классическом мире, помогали адаптироваться к изменениям среды.

Развитие квантовых компьютеров позволит усложнить модель и включить возможность квантовых форм «жизни» взаимодействовать друг с другом и размножаться «половым путем» — сочетая элементы своих генотипов. К чему это приведет — неизвестно, но Альварес-Родригес надеется, что его эксперимент станет важным инструментом изучения сложности квантового мира, пишет MIT Technology Review.

По мнению биохимиков Чарльза Картера и Питера Уилса, жизнь на Земле появилась в результате тесного взаимодействия нуклеиновых кислот и белков пептидов, что противоречит распространенной теории РНК. Ученые смогли найти доказательства своей гипотезы.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Вакцина на основе пыльцы навсегда избавит от аллергии
Медицина будущего
Робот-ученый открыл новое лекарство от малярии
Медицина будущего
Первые перовскитные солнечные панели появятся на рынке в этом году
Идеи
Разработаны в 100 000 раз более быстрые ДНК-нанороботы
Нанотехнологии
Apple позволит отключать замедление айфонов на новой iOS
Кейсы
Борьба с раком
Новый анализ крови выявляет 8 самых распространенных видов рака
Ученые удвоили емкость литий-серных аккумуляторов
Аккумуляторы
«Беспилотная Tesla может появиться уже в 2018 году»
Беспилотные автомобили
Китай тестирует систему слежки с помощью технологии распознавания лиц
Тренды
Британцы начали получать полицейские сводки на умные колонки Amazon
Голосовые помощники
МВФ: «Биткойн пора обсудить на глобальном уровне»
Блокчейн
«Мятый» графен повысит срок службы литий-ионных батарей
Аккумуляторы
Исследования мозга
Нейробиологи проследили движение мысли в мозге
Норвегия перейдет на электросамолеты к 2040 году
Идеи
Ученым впервые удалось создать стволовую клетку при помощи CRISPR
Генная инженерия
Швейцария создала рабочую группу по изучению преимуществ и рисков ICO
ICO
Искусственный интеллект
ИИ от Microsoft нарисовал птицу по текстовому описанию
Компоненты ядерного реактора для колонистов Марса прошли испытания
Миссия на Марс
Технологии чтения мыслей и воспоминаний реальнее, чем кажется
Технологии будущего
Создан простой тест качества питьевой воды ценой в $1,3
Идеи
100-метровые воздухоочистительные башни избавят города Китая от смога
Экологичные технологии
ИИ и генная терапия: прорывные технологии 2018 года в медицине
Рейтинг лучших
NASA провело испытания ракетного двигателя с напечатанными деталями
3D-печать
«Для Visa биткойн — это не деньги»
Криптовалюты
1,5 млн электрокаров и другие рекорды «чистой» энергетики в 2018 году
Мнения
Honda выпустит электроскутер со съемными батареями
Транспорт будущего
Микроэлектроника
Разработаны «атомристоры» — сверхтонкие запоминающие устройства
Mitsubishi заменит зеркала заднего вида на своих авто камерами с ИИ
Транспорт будущего
Криптовалюты
Придуманную россиянами криптовалюту раздают по монете за 1000 шагов
Обнаружен новый сверхпроводящий сплав с уникальными свойствами
Новые материалы
Стартап Plenty откроет 300 вертикальных ферм в Китае
Еда будущего
Apple вернет в США 20 тысяч рабочих мест и $350 млрд
Кейсы
ИИ для прогнозирования преступлений признали некомпетентным
Искусственный интеллект
Nomad — беспроводная универсальная зарядка для путешественников
Беспроводная зарядка
В Гарварде разработали самого маленького дельта-робота
Робототехника
ИИ может спрогнозировать будущий коррупционный скандал
Искусственный интеллект
Генпрокуроры 21 штата обжаловали отмену сетевого нейтралитета
Сетевой нейтралитет
В США впервые применят CRISPR для лечения рака
Борьба с раком
Брат Илона Маска запускает школьную программу для фермеров будущего
Умное фермерство
Электромобили
BMW выпустит конкурента Tesla Model 3 с запасом хода 700 км
Ученые приблизились к созданию прозрачных солнечных панелей
Солнечные панели
Братья Уинклвосс потеряли $600 млн своего биткойн-состояния за два дня
Биткойн
ICO
Книга заявок на предварительное ICO Telegram уже переполнена
Климатическая катастрофа откладывается, но расслабляться нельзя
Изменение климата
Стартап Dedrone помогает защититься от атак дронов
Беспилотники
Google запустила облачный сервис для обучения ИИ
Искусственный интеллект
Крупнейший банк Японии запускает свою криптовалюту
Криптовалюты
Samsung втайне разрабатывает 5G-модем для смартфонов
Переход на 5G
Стартап будет раздавать интернет со спутников над Афганистаном
Кейсы