शोधकर्ताओं ने सबसे पहले एक क्वांटम कंप्यूटर पर एक जीवन सिम्युलेटर बनाया

"हमारे शोध ने इन अद्भुत और जटिल घटनाओं को स्थानांतरित किया, जिसे जीवन कहा जाता है, परमाणुओं की सूक्ष्म दुनिया में - और यह काम किया।"

पहली बार, शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने कृत्रिम जीवन बनाने के लिए एक क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग किया - जीवित जीवों का एक अनुकरण जो वैज्ञानिकों का उपयोग आबादी के स्तर पर और नीचे, अंतरकोशिकीय बातचीत तक जीवन को समझने के लिए कर सकते हैं।

क्वांटम कंप्यूटर पर, सुपरकंडक्टिंग क्विबिट्स का उपयोग करते हुए सूक्ष्म स्तर पर प्रतिनिधित्व करने वाले व्यक्तिगत जीवों को "मेट", पर्यावरण के साथ बातचीत करने और विकास को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों का अनुकरण करने के लिए मजबूर किया गया था।

साइंटिफिक रिपोर्ट्स में प्रकाशित नया अध्ययन , एक सफलता थी जो अंततः इस सवाल का जवाब देने में मदद कर सकती है कि क्या क्वांटम यांत्रिकी द्वारा जीवन की उत्पत्ति को समझाया जा सकता है, एक भौतिक सिद्धांत जो यूनिवर्स को उप-परमाणु कणों के बीच बातचीत के संदर्भ में बताता है।

सबसे अधिक परेशान करने वाले वैज्ञानिकों के सवालों में से एक के लिए मॉडलिंग क्वांटम कृत्रिम जीवन एक नया दृष्टिकोण है: पृथ्वी पर मौजूद कार्बनिक अणुओं के " प्राथमिक शोरबा " से जीवन कैसे जड़ता से आता है ?

पहली बार, विचार है कि उत्तर क्वांटम क्षेत्र में हो सकता है 1944 में इरविन श्रोडिंगर ने अपनी प्रभावशाली पुस्तक "जीवन क्या है?" में प्रस्तावित किया था। लेकिन शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर बनाने में कठिनाइयों के कारण इस क्षेत्र में प्रगति धीमी हो गई, जो सिमुलेशन के लिए आवश्यक थे जो इस प्रश्न का उत्तर दे सकते थे।

साधारण, "क्लासिक" कंप्यूटर, जिनमें से एक का उपयोग आप इस लेख को पढ़ने के लिए करते हैं, बाइनरी बिट्स के रूप में सूचना को संसाधित करते हैं - जानकारी की इकाइयाँ जिनका मूल्य 0 या 1 ले सकता है। इसके विपरीत, क्वांटम कंप्यूटर क्वैब का उपयोग करते हैं, जिसका मूल्य प्रतिनिधित्व कर सकता है 0 और 1. के संयोजन से उनकी संपत्ति, सुपरपोज़िशन, का अर्थ है कि बड़े पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटरों की शक्ति गंभीरता से शास्त्रीय लोगों की शक्ति से अधिक होगी।

एनरिक सोलानो के नेतृत्व में बास्क साइंस फाउंडेशन के शोधकर्ताओं की एक टीम का लक्ष्य एक कंप्यूटर मॉडल बनाना था जो क्वांटम कंप्यूटर पर डार्विन के विकास की प्रक्रियाओं को पुन: पेश करता है। ऐसा करने के लिए, शोधकर्ताओं ने आईबीएम द्वारा विकसित पांच-क्वांट क्वांटम प्रोसेसर का उपयोग किया, जिसकी पहुंच क्लाउड तकनीक के माध्यम से संभव है।

इस क्वांटम एल्गोरिथ्म ने मूल जैविक प्रक्रियाओं का अनुकरण किया, जैसे कि स्व-प्रजनन, उत्परिवर्तन, व्यक्तियों और मृत्यु के बीच अंतःक्रिया, के स्तर पर। परिणाम सूक्ष्म स्तर पर होने वाली विकासवादी प्रक्रिया का सटीक अनुकरण था।

सोलन ने मुझे मेल से बताया, "जीवन निर्जीव पदार्थ से उत्पन्न होने वाली एक जटिल स्थूल विशेषता है, और क्वांटम की जानकारी क्वांटम, सूक्ष्म पृथक पिंडों की एक विशेषता है।" "हमारे शोध ने इन अद्भुत और जटिल घटनाओं को स्थानांतरित किया, जिसे जीवन कहा जाता है, परमाणुओं की सूक्ष्म दुनिया में - और यह काम किया।"

मॉडल में दो बटेरों का उपयोग करके व्यक्तियों का प्रतिनिधित्व किया गया था। एक qubit एक अलग जीनोटाइप था, एक विशेष विशेषता के पीछे आनुवंशिक कोड, और दूसरा एक phenotype था, इस सुविधा की भौतिक अभिव्यक्ति।

स्व-प्रजनन को अनुकरण करने के लिए, एल्गोरिथ्म ने जीनोटाइप के एक नए quangangangang का उपयोग करके गणितीय अपेक्षा ( गणितीय सभी संभावित मापों के परिणामों की संभावना का औसत मूल्य) की नकल की, एक प्रक्रिया जो लिंक को एक साथ जोड़ती है ताकि वे तुरंत जानकारी प्राप्त कर सकें। म्यूटेशन के लिए, शोधकर्ताओं ने एल्गोरिथ्म कोड में क्विबिट्स के यादृच्छिक मोड़ पेश किए और इसका उपयोग जीनोटाइप की क्विट के लिए किया।

एल्गोरिथ्म ने तब व्यक्तियों और उनके पर्यावरण के बीच बातचीत को उम्र बढ़ने और मृत्यु का प्रतिनिधित्व करते हुए दिखाया। यह आत्म-प्रजनन के कदम से एक नए जीनोटाइप को एक और क्लेमेंटमेंट का उपयोग करके एक और qubit में स्थानांतरित करके किया गया था। नई qubit ने व्यक्ति के फेनोटाइप का प्रतिनिधित्व किया। एक व्यक्ति का जीवनकाल - पर्यावरण के साथ बातचीत के दौरान सूचना को कम या फैलने में कितना समय लगता है - यह जीनोटाइप में एन्कोड की गई जानकारी पर निर्भर करता है।

अंत में, इन व्यक्तियों ने आपस में बातचीत की। इसके लिए चार क्वैबिट (दो जीनोटाइप और दो फ़ेनोटाइप) की आवश्यकता होती है, लेकिन फ़ेनोटाइप्स ने सूचनाओं का आदान-प्रदान और आदान-प्रदान तभी किया, जब वे अपने जीनोटाइपिक कॉबिट्स में एन्कोड किए गए कुछ मानदंडों को पूरा करते थे।

इंटरैक्शन ने एक नया व्यक्ति तैयार किया, और प्रक्रिया फिर से दोहराई गई। कुल मिलाकर, शोधकर्ताओं ने इस प्रक्रिया को 24,000 से अधिक बार दोहराया।

"हमारे क्वांटम व्यक्तियों ने डार्विन के क्वांटम विकास के ढांचे के भीतर अनुकूलन के प्रयासों के प्रभाव में कार्य किया, जो वास्तव में, बड़ी बहु-quang उलझी हुई राज्यों की पीढ़ियों के माध्यम से क्वांटम जानकारी प्रेषित करता है," शोधकर्ताओं ने लिखा है।

अब जब क्वांटम कृत्रिम जीवन एल्गोरिथ्म के काम का प्रदर्शन किया गया है, तो अगला कदम इसे बड़ी संख्या में व्यक्तियों के साथ काम करने और उनकी क्षमताओं का विस्तार करने के लिए स्केल किया जाएगा। उदाहरण के लिए, सोलानो ने मुझे बताया कि वह और उनके सहयोगी क्वांटम स्तर पर सामाजिक और यौन संबंधों का बेहतर अध्ययन करने के लिए, "यौन विशेषताओं" को qubits में जोड़ने की संभावना पर काम कर रहे हैं।

"हम पा सकते हैं कि दो लिंगों के लिए बेहतर है, या शायद एक नहीं, प्रजातियों की भलाई के लिए, इसके अस्तित्व और विकास के लिए," सोलानो ने कहा।

इसके अलावा, सोलानो ने कहा कि वह और उनके सहयोगी सिमुलेशन में व्यक्तियों के बीच होने वाली बातचीत की संख्या को बढ़ाना चाहते हैं। लेकिन यह कंप्यूटर उपकरण की क्षमताओं पर ही निर्भर करता है।

यद्यपि क्वांटम कंप्यूटिंग ने हाल के कोडों में बहुत प्रगति की है, फिर भी उनके पास अभी भी बहुत लंबा रास्ता तय करना है - मुख्य रूप से शब्दाडंबर की प्रकृति के कारण। वे शोर के प्रति अविश्वसनीय रूप से संवेदनशील हैं; वे केवल जटिल और महंगी प्रणालियों के भीतर लागू किए जा सकते हैं जो उन्हें बाहरी प्रभावों से बचा सकते हैं, और इसका मतलब आमतौर पर कई लेज़रों, विदेशी सामग्रियों और बेहद कम तापमान की उपस्थिति है।

लेकिन इन सभी तरकीबों के बाद भी, कई दसियों क्वैब को एक साथ काम करना एक मुश्किल काम है। इस साल, Google ने पहले ही 72-qubit प्रोसेसर के साथ एक रिकॉर्ड स्थापित किया है, लेकिन यह अभी भी वास्तविक क्वांटम श्रेष्ठता से बहुत दूर है, सैद्धांतिक बिंदु जिस पर क्वांटम कंप्यूटर पृथ्वी पर क्लासिक कंप्यूटरों के सबसे शक्तिशाली से आगे निकल सकते हैं।

यद्यपि क्वांटम श्रेष्ठता हासिल करने के लिए आवश्यक कंप्यूटर प्रौद्योगिकियां अभी तक सामने नहीं आई हैं, लेकिन सोलनो और उनके सहयोगियों का काम, सिद्धांत रूप में, क्वांटम कंप्यूटरों के उभरने का कारण बन सकता है, जो पहले लोगों से लिखे गए एल्गोरिदम को लिखने के लिए कहे बिना विकास को स्वायत्तता से अनुकरण कर सकते हैं।