80 ildən çox əvvəl, Şopenhauer və Upanişadların fəlsəfəsinə köklənmiş nəzəri fizik Ervin Şrödinger Dublin Triniti Kollecində bir sıra ictimai mühazirələrlə çıxış etdi və nəticədə 1944-cü ildə “Həyat nədir?” başlığı ilə nəşr olundu.

İndi, 2025-ci il Beynəlxalq Kvant Elmi və Texnologiyası ilində nəzəri fizik və Vaşinqtondakı Hovard Universitetinin Kvant Biologiyası Laboratoriyasının (QBL) qurucu direktoru Filip Kurian, Şrödingerin irəli sürdüyü kvant mexanikasının qanunlarından və QBL-nin kəşfindən sitoskeletal kvum, sitoskeletik quruluş xüsusiyyətlərini nümayiş etdirmək üçün istifadə etdi. Yerin bütün tarixində karbon əsaslı həyatın hesablama qabiliyyətinin yuxarı həddi yenidən işlənmişdir.

Elm İrəliləyişlərində nəşr olunan Kurianın son işi bu məlumat emal həddi ilə müşahidə edilə bilən kainatdakı bütün maddələr arasında əlaqəni təxmin edir.

“Bu iş XX əsr fizikasının böyük sütunları – termodinamika, nisbilik və kvant mexanikası arasındakı nöqtələri biologiya elmləri arasında böyük bir paradiqma dəyişikliyi üçün birləşdirir, ətraf mühitin temperaturunda yaş proqramlarda kvant məlumatlarının işlənməsinin mümkünlüyünü və nəticələrini araşdırır” dedi Kurian.

“Fiziklər və kosmoloqlar bu tapıntılarla mübarizə aparmalıdırlar, xüsusən də Yerdə və yaşayış üçün mümkün olan kainatın başqa yerlərində elektromaqnit sahəsi ilə uyğunlaşaraq inkişaf edən həyatın mənşəyini nəzərdən keçirməlidirlər.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743418807&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-physicist-revisits-limits-life-schrdinger.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743418807258&bpp=1&bdt=42&idt=73&shv=r20250327&mjsv=m202503260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743418606%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743418606%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743418606%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6553159532615&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1971&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31091334%2C95344787%2C95356498%2C95356506%2C31091361%2C95355300%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=3230552134990054&tmod=998620750&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=77

Kvant mexanikası və superparlaqlıq

Kvant mexanikasının təsiri – bir çox elm adamının yalnız kiçik miqyasda tətbiq olunduğunu düşündüyü fizika qanunları – pozulmalara həssasdır. Buna görə kvant kompüterləri kosmosdan daha soyuq temperaturda saxlanılmalıdır və yalnız atomlar və molekullar kimi kiçik obyektlər adətən kvant xüsusiyyətlərini nümayiş etdirir.

Kvant standartlarına görə, bioloji sistemlər olduqca düşmən mühitdir: onlar isti və xaotikdirlər və hətta onların əsas komponentləri – məsələn, hüceyrələr – böyük hesab olunur.

Lakin Kurian qrupu keçən il sulu məhluldakı protein polimerlərində mikron miqyasında bu çətin şərtlərdən xilas olan və beynin özünü Alzheimer və əlaqəli demanslar kimi degenerativ xəstəliklərdən qorumaq üçün bir yol təqdim edə bilən aydın kvant effekti kəşf etdi. Onların nəticələri kvant hesablama tədqiqatçıları üçün yeni tətbiqlər və platformalar təklif etdi və onlar həyat və kvant mexanikası arasındakı əlaqə haqqında yeni düşüncə tərzini təmsil etdilər.

Tək müəllifli “Science Advances” məqaləsində Kurian ümumi fərziyyələrdən ibarət sadəcə üçlük hesab edirdi: standart kvant mexanikası , işığın təyin etdiyi relativistik sürət həddi və kritik kütlə-enerji sıxlığında maddənin hakim olduğu kainat.

“Bu olduqca zərərsiz binalarla birlikdə, istilik tarazlığında hər yerdə mövcud olan bioloji arxitekturada tək fotonlu super şüalanmanın əlamətdar eksperimental təsdiqi kvant optikası, kvant məlumat nəzəriyyəsi, qatılaşdırılmış maddə fizikası, kosmologiya və biofizika üzrə bir çox yeni araşdırma xətlərini açır”. işlə əlaqəli olmayan CNRS Nəzəri Fizika Mərkəzi (Fransa).

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Biyokimyəvi siqnaldan kənar kvant məlumat emalı

Bu əlamətdar xassələri təmin edən əsas molekul ultrabənövşəyi işığı udaraq onu daha uzun dalğa uzunluğunda təkrar yayan bir çox zülalda olan bir amin turşusu olan triptofandır. Triptofanın böyük şəbəkələri mikrotubullarda, amiloid fibrillərində, transmembran reseptorlarında, viral kapsidlərdə, kirpiklərdə, sentriollarda, neyronlarda və digər hüceyrə komplekslərində əmələ gəlir.

QBL-nin sitoskeletal filamentlərdə kvant üstünlüyünü təsdiqləməsinin dərin nəticəsi var ki, bütün eukaryotik orqanizmlər məlumatı emal etmək üçün bu kvant siqnallarından istifadə edə bilərlər.

Qidaları parçalamaq üçün aerob tənəffüs edən hüceyrələr oksigendən istifadə edir və zərərli, yüksək enerjili ultrabənövşəyi şüa hissəcikləri yaya bilən sərbəst radikallar əmələ gətirir. Triptofan bu ultrabənövşəyi işığı udub daha az enerji ilə yenidən yaya bilər. QBL araşdırmasının tapdığı kimi, çox böyük triptofan şəbəkələri güclü kvant effektləri sayəsində bunu daha səmərəli və möhkəm şəkildə edə bilir.

Biyokimyəvi siqnal üçün standart model hüceyrələr və ya membranlar arasında hərəkət edən ionların hər bir siqnal üçün bir neçə millisaniyə çəkən elektrokimyəvi prosesdə sünbüllər əmələ gətirməsini nəzərdə tutur. Lakin nevrologiya və digər bioloji tədqiqatçılar bu yaxınlarda başa düşdülər ki, bütün hekayə bu deyil.

Bu sitoskeletal filamentlərdə yüksək şüalanma təxminən bir pikosaniyada – mikrosaniyənin milyonda birində baş verir. Onların triptofan şəbəkələri eukaryotik hüceyrələrə informasiyanı təkcə kimyəvi proseslərin imkan verdiyindən milyardlarla dəfə daha sürətli emal etməyə imkan verən kvant lifli optiklər kimi fəaliyyət göstərə bilər.

2024-cü il eksperimental tədqiqatı dəstəkləyən École Polytechnique Fédérale de Lausanne (İsveçrə) və Elettra-Sincrotrone Trieste (İtaliya) professoru Majed Chergui, “Kurianın fikirlərinin nəticələri heyrətamizdir” dedi.

“Kvant biologiyası, xüsusən də onun nəzəriyyəsini rəhbər tutaraq, standart zülal spektroskopiyası metodlarından superradiant imzalara dair müşahidələrimiz – fotofizika işığında canlı sistemlərin təkamülünü başa düşmək üçün yeni mənzərələr açmaq potensialına malikdir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743418828&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-physicist-revisits-limits-life-schrdinger.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743418807258&bpp=1&bdt=42&idt=109&shv=r20250327&mjsv=m202503260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743418606%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743418606%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743418606%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C540x135%2C1005x124&nras=2&correlator=6553159532615&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=4531&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=1695&eid=31091334%2C95344787%2C95356498%2C95356506%2C31091361%2C95355300%2C95356787%2C95356928&oid=2&psts=AOrYGsmhhuZU53Thn22FrTcF6msshJWEs1OGL8oXavkGqJjrHh0GrZ5sWbvQsQUGyQNclMcwO9xHT8FX_VePq-opabxl73_njEHM_OufUH_V1mO16fTFyg&pvsid=3230552134990054&tmod=998620750&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=21090

Anevral həyat və planetar hesablama qabiliyyəti

Bioloji məlumatların işlənməsini ilk növbədə neyron səviyyəsində düşünərək, bir çox elm adamı anevral orqanizmlərin, o cümlədən Yerin biokütləsinin əsas hissəsini təşkil edən bakteriyalar, göbələklər və bitkilərin mürəkkəb hesablamalar aparması faktını nəzərdən qaçırır. Və bu orqanizmlər planetimizdə heyvanlardan daha uzun müddət yaşadıqları üçün Yerin karbon əsaslı hesablamalarının böyük əksəriyyətini təşkil edirlər.

Arizona Universitetinin planetar elm və kosmokimya professoru və Arizona Astrobiologiya Mərkəzinin direktoru Dante Lauretta, “Ulduzlararası mediada və oxşar kvant emitentlərinin planetlərarası asteroidlərində eukaryotik həyatın hesablama üstünlüyünün xəbərçisi ola biləcək imzalar var” dedi.

“Kurianın proqnozları, superradiant canlı sistemlərinin planetlərin hesablama qabiliyyətini necə artırdığına dair danışıq dilində danışılan Drake tənliyindən kənarda kəmiyyət sərhədləri təqdim edir. Bu siqnalizasiya və məlumat emalı modallığının əlamətdar xüsusiyyətləri yaşayış üçün əlverişli ekzoplanetlərin tədqiqində oyunu dəyişdirə bilər.”

Kvant kompüterləri ilə performans müqayisəsi

Bu son təhlil eyni şəkildə kvant hesablamaları üzrə tədqiqatçıların diqqətini çəkdi, çünki “səs-küylü” mühitdə kövrək kvant effektlərinin sağ qalması kvant informasiya texnologiyasını daha davamlı etmək istəyənlər üçün böyük maraq doğurur. Kurian bir neçə kvant hesablama tədqiqatçısı ilə söhbət etdi və onlar biologiya elmlərində bu cür əlaqələr tapdıqlarına təəccübləndilər .

İsveçrənin Sürix Federal Texnologiya İnstitutunun (ETH) professoru Nicolò Defenu, bu işlə əlaqəli olmayan kvant tədqiqatçısı, “Bu yeni performans müqayisələri açıq kvant sistemləri və kvant texnologiyası üzrə tədqiqatçıların böyük birliyi üçün maraqlı olacaq” dedi. “Kvant texnologiyası və canlı sistemlər arasında həyati və artan əlaqəni görmək həqiqətən maraqlıdır.”

Elmdə irəliləyişlər məqaləsində Kurian fizika ilə informasiya arasında əsas əlaqəni aydınlaşdıran uzun fiziklər xəttinin əsas kvant xassələrini və termodinamik mülahizələrini izah edir və yenidən nəzərdən keçirir.

Onun qrupunun bioloji liflərdə ultrabənövşəyi şüalarla həyəcanlanan kubitləri kəşf etməsi ilə Yer kürəsindəki demək olar ki, bütün canlılar nəzarət edilə bilən kvant sərbəstlik dərəcələri ilə hesablama aparmaq üçün fiziki imkanlara malikdir və bu, ən son şəbəkə əsaslı səth kodlarını çox geridə qoyaraq səhvlərin düzəldilməsi dövrləri ilə kvant məlumatının saxlanmasına və manipulyasiyasına imkan verir.

“Və bütün bunlar isti şorbada! Kvant hesablama dünyası ciddi diqqət yetirməlidir” dedi Kurian.

İş, həmçinin MIT-də maşınqayırma professoru və kvant hesablamaları və kainatın hesablama qabiliyyətinin öyrənilməsində qabaqcıl olan kvant fizikası Set Lloydun da diqqətini çəkdi.

“Dr. Kurianın əsas hesablama fizikasını Yer kürəsində həyat boyu canlı sistemlər tərəfindən həyata keçirilən məlumatların emalının ümumi həcminə tətbiq etmək üçün cəsarətli və yaradıcı səylərini alqışlayıram. Canlı sistemlər tərəfindən həyata keçirilən hesablamaların süni sistemlərin yerinə yetirdiyi hesablamalardan qat-qat güclü olduğunu xatırlatmaq xoşdur”, – Lloyd bildirib.

“Süni intellekt və kvant kompüterləri dövründə fiziki qanunların onların bütün davranışlarını məhdudlaşdırdığını xatırlamaq vacibdir”, – Kurian deyib.

“Və bununla belə, bu sərt fiziki məhdudiyyətlər həyatın kainatın hissələrini izləmək, müşahidə etmək, bilmək və simulyasiya etmək qabiliyyətinə də şamil edilsə də, biz hələ də kosmik hekayənin inkişafı zamanı onun içindəki parlaq nizamı tədqiq edə və anlamlandıra bilərik. Belə bir rol oynamağımız heyranedicidir.”

Ətraflı məlumat: Filip Kurian, Kainatla Münasibətdə Həyatın Hesablama Tutumu, Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt4623 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt4623

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı 

Howard Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir