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Según un nuevo estudio del físico estadounidense Philippe Kurian de En los laboratorios de biología cuántica de la Universidad Howard de Washington D.C., las células vivas pueden procesar información a nivel cuántico.
Según las estimaciones Curiana, las células vivas han realizado unos 10.000 millones de años de vida a lo largo de los 4.500 millones de años de existencia de la Tierra60 operaciones lógicas elementales. El científico afirma que su trabajo enlaza los principios clave de la termodinámica, la relatividad y la física cuántica.
El año pasado Kurian y sus colegas publicaron datos que mostraban que filamentos de proteínas del citoesqueleto demuestran la superradiación — un fenómeno cuántico durante el cual las células se comportan como una sola unidad. Esto permite que la energía se mueva a través de grandes grupos de moléculas a velocidades increíbles.
Los científicos han estado estudiando el aminoácido triptófano, capaz de absorber luz ultravioleta y emitirla en longitudes de onda más largas. El triptófano se encuentra en cantidades suficientes en las células de los organismos vivos, en estructuras como microtúbulos, receptores y axones.
Las células en estado de superexcitación de las fibras ricas en triptófano son capaces de procesar información a un ritmo de unos 10 billones de operaciones por segundo. Esto es más de mil millones de veces más rápido que los modelos tradicionales de computación neuronal.
«La biología cuántica — en particular, nuestras observaciones de firmas superemisoras mediante técnicas estándar de espectroscopia de proteínas basadas en esta teoría — pueden abrir nuevos horizontes para comprender la evolución de los sistemas vivos», — explica el coautor del estudio 2024 físico Majed Cherghi.
La idea más controvertida propuesta por el Philip Kurian, sostiene que la computación biológica no sólo la realizan las neuronas. Durante muchas décadas, los neurocientíficos han modelizado la comprensión de estos complejos procesos en los organismos vivos basándose en las neuronas como unidades clave del procesamiento de la información. Sin embargo, tales modelos no incluyen las formas de vida que carecen de sistema nervioso, como las bacterias, los hongos y las plantas.
Según Kurian, son estos organismos aneurismáticos pueden realizar la mayoría de los cálculos biológicos. El científico explica que las células de estos organismos también contienen fibras superemisoras capaces de transmitir señales cuánticas.
Para comparar, Kurian también da una estimación de todas las operaciones lógicas realizadas en el Universo, que es igual a 10120. Esto implica que el número de todas las operaciones lógicas realizadas en la Tierra puede ser igual a la raíz cuadrada de todos los cálculos del universo.
«Las predicciones de Kurian proporcionan límites cuantitativos más allá de la ecuación de Drake convencional sobre cómo los sistemas vivos superemisores aumentan el poder computacional de los planetas», — señala científico planetario de la Universidad de Arizona Dante Lauretta.
Las investigaciones de Kurian han atraído la atención de físicos y especialistas que trabajan en tecnologías avanzadas informática cuántica. Según los cálculos del científico, los sistemas biológicos ya realizan cálculos cuánticos con tasas de corrección de errores y eficiencia energética que superan incluso a los mejores sistemas artificiales.
Parecería que los sistemas biológicos no deberían ser adecuados para la computación cuántica por su temperatura relativamente alta y su naturaleza caótica. Además, las propias células parecen grandes en comparación con las estructuras a nivel de átomos. Sin embargo, la teoría de Kurian sugiere que ciertas estructuras biológicas pueden blindar y estabilizar estados cuánticos de forma natural.
La superradiación en los filamentos del citoesqueleto se produce en aproximadamente un picosegundo. Las redes de triptófano pueden funcionar como fibra óptica cuántica, lo que permite a las células eucariotas procesar la información miles de millones de veces más rápido que utilizando únicamente procesos químicos.
Se han descubierto triptófano y moléculas similares en el espacio interestelar. Algunos astroquímicos creen que pueden ser precursoras de la vida. Si la señalización cuántica superradiativa es una propiedad fundamental de estas estructuras, las ideas de Kurian podrían influir en la forma de buscar vida en otros planetas Sugiere que la vida — no es sólo un proceso aleatorio que ocurre en el Universo, sino más bien un fenómeno de procesamiento de información inextricablemente ligado a las leyes físicas del Universo.
Los resultados del estudio se publican en la revista Science Advances
Fuente: ZMEScience
