Kvantový počítač z bakterií

Molekuly bílkovin bakterií žijících v sirných pramenech díky svým ojedinělým vlastnostem možná pomohou při konstrukci prvního kvantového počítače.

Molekuly bílkovin bakterií možná pomohou při konstrukci prvního kvantového počítače.

Vědci z agentury NASA pomocí těchto bílkovin vytvořili první sestavy "kvantových bodů". Kvantový bod je drobný kousek zlata nebo polovodiče. V průměru má několik nanometrů a uvnitř se skrývá elektron. Tento elektron okolo sebe nemá příliš prostoru. Právě proto, že je uzavřen v tak malém prostoru, chová se jinak, než by se normálně choval. Jinými slovy převažuje jeho kvantové chování. Kvantové body tohoto druhu mohou tvořit základ malých chemických senzorů. kvantové stavy elektronu se totiž mění, když se k bodu naváže molekula.

Základem je elektron

Fyzikové se domnívají, že kvantové stavy elektronu mohou být využity jako tzv. kvantové bity (qbits). Jejich pomocí by se daly kódovat a tudíž i zpracovávat informace. A nejen to, elektron může být současně v několika kvantových stavech. Kdybychom elektrony přiměli zpracovávat informace, mohly by provádět několik operací současně. Hlavním problémem při vývoji kvantového počítače je, zpracovat křehké kvantové stavy, aniž by došlo k jejich ovlivnění. Podmínka, která má být splněna, zní: chceme-li kvantové body číst, musí být uspořádány do pravidelných struktur.

Bílkovina z bakterií uspořádá kvantové body

Vědci z výzkumného centra NASA v Kalifornii navrhli způsob, jak dosáhnout pravidelného uspořádání. Kvantové body budou zachyceny do molekul známých jako chaperoniny. Pocházejí z bakterií Sulphobolus shibatae, které žijí v horkých a kyselých vodách termálních pramenů. V přirozené podobě by se tato bílkovina nespojila s kvantovými body. Proto je potřeba doplnit nějaké "lepidlo". Potřebná látka vznikne modifikací genu jiné bílkoviny, po které následuje přenesení do DNA bakterie Escherichia coli.

Cesta ke zrodu kvantového počítače

Následuje proces, kdy se E. coli a všechny bílkoviny s výjimkou upraveného chaperoninu, který je vůči působení tepla odolný, zničí zahřátím. Vědci dokážou chaperonin vyčistit a vytvořit z něj krystaly o průměru dvaceti mikrometrů. Každý z nich obsahuje tisíce pravidelně uspořádaných molekul. Tyto krystaly slouží jako podklad pro částice zlata nebo polovodiče, kterými se krystaly přelijí. Částice se skutečně ve velkém množství usadí uvnitř molekul, což se prokázalo po vysušení krystalů. Výzkum vědců z NASA by mohl být užitečný při vývoji obvodů o rozměrech několik nanometrů a přispět ke zrychlení a miniaturizaci počítačů.

Další články

Bod je záležitost jejíž význam si obvykle uvědomíme až tehdy, když někde chybí.
Voda je určující faktor života na naší planetě.
Kyselina močová je původce nemoci zvané dna.
Bakterie E. coli v zelenině a ovoci.
Kanadský vědec plánuje získávat energii z tornád a svůj projekt nazývá atmosférickým vírovým motorem.
Pí - Ludolfovo číslo s přesností na třicet pět desetinných čísel.
Kyselina chlorovodíková je velmi silná kyselina.
Teorie strun

Informační stránky Yin.cz Jak Google využívá data, když používáte weby nebo aplikace našich partnerů