New Scientist ⟩ Inimajus võib tiksuda omapärane kvantarvuti

Rakkudelgi on oma toes - siseskelett. See on muudustunud erinevatest valkudel põhinevatest struktuuridest. Siin kujutis on roheliselt kujutatud raku mikrotuubulid. Ka närvirakkudes on need olemas. Sellise mirkotuubuli läbimõõt on vaid 7 nanomeetrit. 1990 aastate algusest pärineb hüpotees, et närvirakkude mikrotuubuleis esineda võivad kvantosakesed võivad mängida olulist rolli teadvuse olemuses. Pildil fibroblasti (kollageeni sünteesiva raku) siseskeleti kujutis. Punasega on kujutatud ühe teise rakutoese - aktiini - ja rohelisega mikrotuubulit moodstavad valgud. Foto: James J. Faust And David G. Capco/Nih

ÜKS vastus küsimusele «kas elu kasutab kvantnähtusi?» tuleb sootuks küsimuse kaudu: «miks ei peaks kasutama?». Kogu elu on arenenud selleks, et kasutada ära maailma, millesse me sattume, miks peaks kvantnähtuste võlu jääma piiridest välja? Lõppude lõpuks näevad kasulikud ellujäämisvahendid välja sellised nähtused nagu telepaatilised ühendused, mis tulenevad takerdumisest või «kvant-tunneldumisest», kus kvantobjektid läbivad pingutuseta energiabarjäärid, millest need ei peaks klassikalises maailmas suutma üldse üle saada.

Vastuargumendiks on see, et nagu iga bioloog teile ütleb, on elusorganismid märjad, soojad ja vahel ka väga lärmakad: nende molekulid põrisevad ja nende vedelikud voolavad, luues keskkonna, kus koherentsust lõhkuvad mõjud ületavad kõik kvantmõjud. Viimastel aastatel oleme siiski suutnud kaardistada aatomite ja rakkude sees olevate molekulide intiimsemaidki seoseid – ja leidnud mõningaid ahvatlevaid tähelepanekuid selle kohta, et elu võib tõepoolest kvantnähtuste veidramaidki aspekte ära kasutada.

Võtke üks olulisemaid läbimurdeid evolutsioonis: fotosüntees, protsess, mille käigus taimed ja mõned bakterid muudavad päikesevalguse keemiliseks energiaks. Reaktsioon algab Päikesest pärit footonite poolt ergastatud elektronidega klorofülli molekulide, et tekitada kvaasiosakesi, energiapakette, mis liiguvad ringi justkui osakesed ning neid nimetatakse eksitonideks. Need süstivad ringi mööda fotosünteesivat süsteemi seni, kuni nad leiavad «reaktsioonitsentrid», milles nende energia kinni püütakse ja salvestatakse.