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

Жить по-умному: как защитить свой дом и не бояться киберугроз
Умный дом
Андрей Синогейкин, Wonder Technologies, — об искусственных алмазах
Тренды
Никита Бокарев, ESforce, — о деньгах, киберспорте и его немаргинальности
Тренды
YouTube-депрессия: как создатели популярных каналов боятся потерять подписчиков и разум
Тренды
Гельмут Райзингер, Orange Business Services, — об IIoT, 5G и телеком-стартапах
Мнения
«Робот берет вас на работу»: как искусственный интеллект, блокчейн и VR подбирают персонал
Мнения
Тренды
Телемедицина, роботы и умные дома: каким через 5 лет будет «оцифрованный» город в России
Мясная революция: как перейти от веганских заменителей к клеточным технологиям и биореакторам
Идеи
AI-выборы: как искусственный интеллект и голосовые помощники сделают демократию лучше
Тренды
Идеи
Тупик для беспилотников: как мечты разработчиков разбиваются о неожиданности на дорогах
Здесь нужен InsurTech: за какими стартапами будущее страхования
Мнения
Вирус лженауки в Google: как поисковые системы распространяют опасные мифы о прививках
Идеи
«Кто-то управляет моим домом»: как жертв домашнего насилия терроризируют с помощью умных устройств
Умный дом
Паскаль Фуа, EPFL, — о ключевых точках, глубоких нейросетях и эпиполярной геометрии
Мнения
20 фильмов о кибербезопасности, взломах и цифровых преступлениях
Тренды
Ян Лекун, Facebook: «Прогностические модели мира — решающее достижение в ИИ»
Мнения
Джианкарло Суччи: «Попытка спроектировать программу без багов — утопия»
Иннополис
Game out: Как видеоигры обучают детей-аутистов держать равновесие и узнавать людей
Тренды
Прослушка, контроль камеры и предсказание смерти пользователя: самые странные патенты Facebook
Кейсы
Цес Снук, QUVA: «Мы не хотим зависеть от крупных компаний, которые владеют всеми данными»
Мнения
Иннополис
Дмитрий Песков, АСИ: «В России традиционно долго запрягают, и в сфере IT мы только этим и занимаемся»
ДНК-тесты: как генетические компании обманывают людей и разрушают семьи
Мнения
Мануэль Маццара: «Для Facebook вы не покупатель, вы — продукт»
Иннополис
Тренды
Блокчейн, искусственное мясо и «смерть» смартфонов: что будет с технологиями через 10 лет
Витторио Феррари, Google: «Чтобы машина распознала книгу о Гарри Поттере нужна сложная математическая модель»
Мнения
7 медицинских технологий, которые скоро придут в российские больницы
Идеи
Руслан Зайдуллин, основатель Doc+, — о том, что делать Минздраву и о проблемах в российской медицине
Мнения
Ричард Вдовьяк, Philips: «В будущем диагностировать заболевания будут не только врачи, но и сами пациенты»
Тренды
Шедевры за биткоины: Как криптовалюта меняет рынок искусства
Блокчейн
Почему «московий» и «оганесон» устроили раскол между физиками и химиками?
Кейсы
Тренды
Сэр Харшад Бадехиа — о бронежилетах будущего, русских математиках и металлургии
«Надежнее золота»: блокчейн в цифрах
Блокчейн
Бас Лансдорп, Mars One: «Моя жена отдала бы все, чтобы не лететь на Марс»
Полет на Марс
Как big data, блокчейн и 3D-печать сделали пищу полезнее
Мнения
Томас Циммерман, IBM, — о том, как остановить конец света, спасая планктон
Тренды
Без Siri, Алисы и «Окей, Google»: как и зачем нас подслушивают собственные телефоны
Тренды
Шрада Агарвал, Outcome Health: «Когда человек знает о своей болезни, от этого выигрывает и он, и фарма»
Мнения
Тренды
«Дорогая, я ухожу от тебя к роботу!»: заменят ли секс-андроиды реальные отношения?
7 правил для начинающих и разумных блокчейн-инвесторов
ICO
Четвертая революция: как интернет вещей изменит промышленность и нефтедобычу
Тренды
Не витайте в «облаках»: как провайдеры обманывают доверчивых клиентов
Мнения
Когда мы начнем летать на автомобилях в городе?
Тренды
Кейсы
Как в Россию проникают технологии: интернет-рестораны, маникюр на дому и «умное» страхование
Гендиректор Uber Дара Хосровшахи: «Автомобили должны ездить в трех измерениях»
Мнения
Олег Бабкин: «Системных администраторов никто не обучает, обучают только разработчиков»
Мнения
«Чтобы создать новое лекарство, нужно 10–12 лет и миллиард долларов»
Мнения
Сооснователь «Евросети» Тимур Артемьев: «Мы будем летать из Лондона в Сидней через космос. Так ближе»
Тренды
Новый стандарт рекламного рынка: что нужно знать о programmatic, чтобы рекламироваться эффективно
Тренды
Иван Горшунов, Etcetera, — о мобильных приложениях, стартапах и «внутренней девятиэтажке», которая мешает заглянуть за горизонт
Мнения