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.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Эра Data Science: как меняется бизнес с приходом big data и новых технологий
Тренды
Народ против транспорта: почему люди недовольны, когда в городах строят новые станции метро
Идеи
«Лиза Алерт»: как беспилотники и краудсорсинг помогают искать пропавших людей
Кейсы
Беспилотники против велосипедистов: как безопасные автомобили сделают жизнь людей хуже
Идеи
Кейсы
SONM: как люди будут зарабатывать на собственных компьютерах с помощью блокчейна
Егор Матешук, ostrovok.ru: проблемы big data можно решить, закидывая пачки денег в топку
Мнения
Художник-граффитист Миша Most: технология — это кисть, которая создает будущее
Мнения
Лунная гонка: как мировые державы собираются присвоить себе спутник Земли
Идеи
Итоги Нобелевской недели. За что дали Нобелевскую премию в 2018 году?
Тренды
Руслан Шагалеев, Иннополис: война между корпорациями и городами ведется за человеческий капитал
Идеи
Кристина Хаверкамп, DENA: цена на электроэнергию должна сильнее коррелировать c погодой: много солнца и ветра — дешево, мало — дорого
Тренды
Тренды
7 лучших книг о технологиях и науке на русском языке, вышедших в 2018 году
Микрореволюция: фермеры с помощью микробов спасут мир от голода
Идеи
Александр Тормасов, Университет Иннополис: мозги людей могут быть совершенно не готовы к восприятию новых идей
Мнения
Одежда, которая поможет миру: костюм-помощник, майка-тренер и носок-няня
Тренды
В ожидании первого удара: как США готовятся к атаке со стороны России и Китая
Тренды
Страшнее метана: какие еще промышленные выбросы разрушают озоновый слой
Тренды
Интеллект большого города: как данные и умные алгоритмы улучшают качество жизни в мегаполисах
Тренды
На защите европейцев: как GDPR стал дырой в бюджете российских ИТ-компаний
Мнения
Игорь Балк, Global Innovation Labs: в XXI веке приватности нет и не будет
Тренды
Кейсы
Deneum: как заниматься холодным ядерным синтезом и бороться с сомнениями ученых
Расист, оружие и предвзятый судья — каким станет искусственный интеллект в будущем
Тренды
На совести информаторов: как громкие скандалы вокруг АНБ, Facebook и Tesla изменили мир
Тренды
NativeOS: нативная реклама в видео без репутационных потерь и терроризма от режиссера короткометражек
Кейсы
Гонка для JavaScript-разработчиков: как постоянные обновления мешают работе
Тренды
Тренды
Тихий убийца: как микропластик вызывает болезни и останавливает репродукцию живых организмов
Big data на страже здоровья: как и зачем медицинские организации собирают и хранят данные
Тренды
Николь Миллс, Booking.com — об инновациях, agile-подходе и индустрии впечатлений
Кейсы
Слишком опасный нанопластик: как одноразовые пакеты превращаются в частицы-убийцы
Тренды
Идеи
Человек и квантовая теория: существует ли то, что мы не наблюдаем
Здесь может быть ваша реклама: НАСА планирует заработать на космосе миллионы
Тренды
Опасный криптотрейдинг: как киберпреступники угрожают виртуальным сбережениям и биржам
Тренды
Как через 20 лет будет выглядеть армия будущего
Тренды
5 финансовых инструментов, которые помогут инвесторам даже после падения криптовалюты
Тренды
Александр Лямин, Qrator Labs: наша задача — выработать у людей цифровую гигиену, чтобы они «не ели с помойки»
Кейсы
Эдуард Фош Вильяронга: люди видят в роботе только внешность, забывая, что он следит за ними
Тренды
Доктор Куэй Во-Райнард, HIT Foundation: если страна требует суверенитета данных, мы построим для нее отдельный блокчейн
Кейсы
Идеи
«Хакинтош»: как собрать свой собственный Mac лучше, чем у Apple
Роботы против мигрантов: какой вклад в ксенофобию и расизм делают технологии ИИ
Тренды
Война скриптов — искусственный интеллект против навязчивой рекламы
Тренды
Как заново изобрести супермаркет: осознанность потребления, этика производства и роботы
Тренды
Каждый человек станет сам себе банком: цифровой мир отказывается от посредников между бизнесом и клиентом
Тренды
Архитектор вычислительной инфраструктуры «Платона» Александр Варламов — о будущем ИТ-индустрии в России, стартапах и разработке
Кейсы
Дмитрий Богданов, капитан сборной России по CS:GO — о стиле жизни киберспортсмена, тренировках и блокировках РКН
Тренды
Идеи
Космос — наш дом: что осталось решить ученым, чтобы поселить человека за пределами Земли
Прайсинг, трекинг, скоринг, биллинг и другие технологии, которые двигают российский бизнес
Тренды
«Педиатр 24/7»: как телемед-стартап подарил родителям спокойствие, а врачам — работу
Кейсы
Вас снова обманули: как человечество учит компьютеры определять фейки в интернете
Тренды
БиСи Бирман, Heavy Projects: ИИ должен иметь несовершенства — это элемент случая
Мнения