Poate fi explicată originea vieții cu ajutorul mecanicii cuantice?
Mulțumită unei noi cercetări efectuate cu ajutorul computerului cuantic IBM QX4 se pare că suntem puțin mai aproape de găsirea răspunsurilor la două întrebări fundamentale: Poate fi explicată originea vieții cu ajutorul fizicii cuantice? Și dacă da, există algoritmi cuantici care ar putea codifica viața?
Codificarea unor procese biologice, precum autoreplicarea, mutația genetică și moartea (inevitabil), s-ar putea realiza pe baza unui nou algoritm cuantic care a fost conceput şi folosit de cercetători pentru a arăta că procesele biologie din lumea reală pot fi modelate cu ajutorul computerelor cuantice.
Chiar dacă această cercetare reprezintă doar verificarea unui concept, ea deschide o nouă perspectivă privind relația dintre mecanica cuantică și originea vieții.
Aceleași principii care guvernează mecanica cuantică ar putea avea un rol important şi în formarea codului genetic.
Crearea vieții artificiale în interiorul calculatoarelor a reprezentat subiectul multor experimente anterioare, dar software-ul curent utilizează metode clasice, în stil newtonian, pentru generarea unor modele ale vieţii, pas cu pas, prin progrese logice.
Deoarece cuantificarea este o caracteristică de bază în lumea reală şi numeroase fenomene ciudate din fizica cuantică se produc cu o anumită probabilitate, noua cercetare urmărește să adauge aceeași imprevizibilitate și în simulările pe calculator.
Cu alte cuvinte, simulările computerizate nu mai sunt limitate la 1 și 0, cercetătorii introducând caracteristici aleatorii pe care le putem observa şi în viața de zi cu zi. Această abordare promite să deschidă un nou domeniu de cercetare.
„Scopul modelului propus este acela de a reproduce procesele caracteristice ale evoluției darwiniste, adaptate algoritmilor cuantici și calculului cuantic„, au declarat cercetătorii de la University of the Basque Country din Spania.
Utilizând computerul cuantic IBM QX4 cercetătorii au codificat unităţi de „viață” cuantică formate din doi qubiți (qubitul este unitatea de informație cuantică): un qubit pentru a reprezenta genotipul (codul genetic care trece de la o generaţie la alta) și un alt qubit pentru a reprezenta fenotipul (manifestarea exterioară acelui cod sau a „corpului”).
Aceste unități au fost apoi programate să se reproducă, să sufere mutaţii genetice, să evolueze și să moară, la fel ca orice altă formă de viaţă.
Credit: Vladimir_Timofeev/iStock
De exemplu, schimbări aleatorii au fost introduse prin rotații ale stării cuantice pentru a simula mutația genetică.
Vestea bună este că aceste calcule cuantice au corespuns modelelor teoretice pe care cercetătorii le-au conceput încă din anul 2015.
Chiar dacă suntem încă departe de a răspunde la cele mai profunde întrebări despre viață şi Univers, noua cercetare propune o metodă prin care se poate crea viață artificială în interiorul unui computer cuantic.
De asemenea, noua cercetare se potrivește perfect cu o altă cercetare, publicată anul trecut, de la aceeași echipă de oameni de ştiinţă în care selecția naturală, învățarea și memoria au fost integrate într-un model teoretic cuantic. În prezent această teorie a fost aplicată într-un calculator cuantic real.
„Lăsăm deschisă dezbaterea cu privire la posibilitatea ca mecanica cuantică să explice originea vieţii.
Ceea ce am dovedit este că sistemele cuantice pot codifica, în mod eficient, caracteristicile și comportamentul biologic care sunt asociate de obicei cu sistemele vii și selecția naturală”, au explicat cercetătorii .
Cercetarea a fost publicată în Scientific Reports.
Sursă: Science Alert