鸟类的眼睛的观点

谷歌雇佣人员他们称之为量子工程师,努力扩大公司的主导一切的量子计算机。但是,与其他形式的工程,这是可能的,自然先到达那里。量子生物学是一场建立在量子力学效应作用机制的分子生物学:生活本身是一种量子工程。

不断发展的计算机

这吸引人的想法需要比不证自明的真理,所有分子现象,生物或非生物,是否有根量子力学的基础。相反,它认为异国情调,独特的量子力学行为,如隧道、叠加和纠缠在一些细胞过程中扮演一个关键部分。这些类型的行为,在非生物和人工系统,一般脆弱,只有在特殊的条件下,在低温高真空——从环境在很大程度上抑制干扰。但可能进化发现聪明的方法来维持和利用他们的温暖、潮湿的环境的细胞?

我们没有很好的证据。在可以说是生物学中的一个明显的量子效应的例子,即质子和电子的隧道在酶反应,¹仍然有争论这些影响是否附带(质子隧道和delocalisation非常广泛,发生在液体水)或通过进化来调谐。

另一个量子生物学奖展览的是连贯的能量转移的光合反应中心的细菌和藻类。最初的建议是,激子-光子吸收由电子激发态发色团,在同样的量子相干态,研究人员正试图达到和维持量子比特之间的量子计算机。

在这个视图中,激子的反应中心支持叠加,在某种程度上类似于量子计算机将如何创建叠加所有可能解决一个问题,找到最有效的能量传送路线。现在看来,这个问题更加复杂;如果一致性有关,它可能不是完全相同的邮票的量子计算机。²

激进的方向

另一个典型的量子生物学是量子效应的概念使迁徙鸟类的磁受作用。这些鸟有一个非常精确的磁罗盘,这被认为涉及的激活生产一双自由基物种(黄素腺嘌呤代数余子式和色氨酸集团)在视网膜色素蛋白质。³在某些方式,据说,自由基反应的敏感性的地磁场设置一种生化罗盘,⁴但它不是很清楚自由基反应如何达到这样的敏感性。现在,牛津大学的Peter霍瑞,英国,和他的同事提出了一个模型,可以解释它。⁵

[[如果这个想法是正确的,不过,这是量子生物学卓越?]]这个想法是基于存在的自由基与未配对电子的自旋反向地面向(单重态)超过1µs。自由基留在这spin-coherent状态的时间越长,他们的反应越敏感的方向蛋白质,相对于一个应用磁场(如地球)。反应率大幅下降在90°的取向,从而作为一个微妙的传感器的方向。最终,这可能会产生视觉——明显的鸟作为亮点,获得更清晰的相干时间延长。这只鸟然后遵循视觉提示来导航。

当然是一回事,显示这个干净的模拟的两个孤立的分子,又是一件使其可行的在细胞的嗡嗡声和巴兹。研究人员知道这一点,估计,定向灵敏度的±1°,噪音水平1µs的相干时间必须小于10µs约40倍。换句话说:所需的灵敏度较短的相干时间可以通过使用延长传感期或部署更多隐花色素传感器。

的机制似乎可行的原则。验证它在实践中并不容易。马和他的同事们说,我们应该期待看到一些特殊的功能在一个隐花色素进化作为自由基指南针:有四个这样的蛋白质在鸟类,它不知道这可能是磁传感betway必威游戏下载大全器。

如果我们的想法是正确的,这是量子生物学卓越吗?实际上,这还不清楚。首先,这些自由基的旋转动力学可能与半经典模型,充分描述了将旋转,而像小磁铁。但是反应产生的“高峰”取向的函数的确需要一个量子解释:这是一个混合的结果截然不同的能量水平。使其量子生物学吗?有人会争辩说,这,就像几乎所有其他quantum-biological候选人,是更好的被一个更熟悉的术语描述:量子化学。

菲利普球是一个基于科学作家在伦敦,英国