Biyolojik sistemlerin kuantum benzeri matematiksel yapılar ürettiği gösterildi

Princeton Üniversitesi kimyacısı Gregory Scholes ve çalışma arkadaşları, canlı organizmaların gerçek kuantum etkileri kullanmak yerine klasik ağlar aracılığıyla kuantum benzeri matematiksel davranışlar sergilediğini ortaya koydu. Fotosentez gibi süreçlerde uzun ömürlü kuantum uyumluluğunun bulunamadığını belirten araştırmacılar, biyolojinin karmaşık ağlar yoluyla kuantum fiziğinin matematiksel özelliklerini taklit ettiğini bildirdi. Bulgular, kuantum biyolojisi alanındaki uzun süreli tartışmalara yeni bir teorik çerçeve sundu.

Araştırma ekibi, birbirine bağlı klasik osilatör ağlarının toplu titreşimler üreterek Hilbert uzayındaki vektörlerle modellenebilen durumlar oluşturduğunu kanıtladı. Bu yapı, kuantum süperpozisyonu ve girişim özelliklerini yansıtan ve kübit gibi davranabilen durumların ortaya çıkmasını sağladı. 2007 yılındaki ilk fotosentez deneylerinde kuantum uyumluluğu sanılan sinyallerin aslında moleküler bağ rezonansı olduğu anlaşıldıktan sonra geliştirilen bu model, karmaşık biyolojik süreçlerin açıklanmasında kuantum matematiğinin kullanılabilirliğini kanıtladı.

Modelin sinirbilim ve kuantum makine öğrenimi gibi alanlarda yeni hesaplama yöntemlerine zemin hazırladığı aktarıldı. Bilim insanları, klasik ağlar büyüdükçe gereken fiziksel kaynak miktarının aşırı arttığını ve tam bir kuantum mantık kapısı taklidi için yüksek karmaşıklık gerektiğini kaydetti. Araştırmacılar, klasik sistemlerin kuantum dolanıklığını ne ölçüde taklit edebileceğini belirlemek ve daha geniş kuantum benzeri durumlar üretmek amacıyla çalışmalarını sürdürüyor.