Может быть, будет полезна и статья Стюарта Хамерофа. Я её перевел, посмотрите.
www.quantumconsciousness.org/views/QuantumComputingInDNA.html
Квантовые вычисления в ДНК
Стюарт Хамероф
Гипотеза: ДНК использует квантовую информацию и квантовый компьютинг для различных
функций. Суперпозиции дипольных состояний пар снований, содержащих пурины (Аденин,
Гуанин) и примидины (Цитозин, Тимин) – это кольцевые структуры, играющие роль кубитов, и
квантовая связь (когерентность, связанность, нелокальность) наблюдается в “pi стопочном”
районе молекулы ДНК.
I. The pi sI. «Pi стопка»
Смотрим «вниз» вдоль длинной оси молекулы ДНК (в поперечном срезе):
Illustrations from Introduction to DNA StructureA Molecular Graphics
companion to an Introductory Course in Biology or Biochemistry.
Copyright 1995, Richard B. Hallick. The University of Arizona
Pi стопка это внутренняя сердцевина (голубая) молекулы ДНК, составленная из кольцевых
пар оснований пуринов и пиримидинов. Такие поляризующиеся кольцевые структуры
«делокализабельны» для “pi” электронов, и Barton et al показали исключительно высокую
проводимость вдоль длины ДНК, наводящую на мысль о сверхпроводимости в pi стопке.
II. Пары оснований
Pi стопка состоит из кольцевых структур пуриновых и пиримидиновых пар оснований, которые
взаимодействуют по принципу пурин с пиримидином, т.е. Аденином (пурин) всегда с Тимином
(пиримидин) A-T, или Гуанин (пурин) и Цитозин (пиримидин) Г-Ц. Пурины имеют двойную
кольцевую структуру, с 6 членными кольцами, соединенными с 5 членным кольцом, тогда как
пиримидины имеют одиночные 6 членные кольца. (Комплементарные пары оснований соединяются
водородными связями - 2 между A и T, и 3 между Г и C.), Таким образом, каждая пара оснований
всегда состоит из одного 6/5 колец пурина и одиночного 6 членного кольца пиримидина.
III. Дипольные пары оснований
Каждая A-T и Г-Ц пара также имеет диполь сил ван дер Вальса - Лондона, вызываемого взаимной
поляризацией между электронными облаками колец пиримидинов и пуринов. В любое
определенное время электронный отрицательный заряд может быть перемещен или к кольцу
пурина, или к кольцу пиримидина (с изменением конформационных структур этих молекул).
Для А-Т пары оснований мы можем иметь отрицательный заряд более сдвинутый от аденинового
пуринового кольца, т.е. A T, или сдвиг A T
Для пары оснований Г-Ц мы имеем соответственно Г Ц, или Г Ц
Но поскольку эти дипольные сочетания квантово механические, они могут существовать в
суперпозиции обеих возможностей. Так квантово механически мы можем иметь:
Both A T and A T, которые коллапсируют в оба состояния A T or A T Также как
Оба Г Ц and Г Ц , которые коллапсируют в оба состяния G C or G C
Используя квантовые обозначения мы можем представить квантовую суперпозицию обеих
возможных состояний
| A T + | A T
И соответственно
| Г Ц + | Г Ц
Такие суперпозиции используются в квантовых вычислениях как кубиты, т.е. состяния битов,
которые могут существовать в квантовой суперпозиции 1 и 0 однвременно. Молекулы ДНК могут
функционировать как квантовые компьютеры с суперпозицией основных диполей пар, действующих
как кубиты. Запутанность среди кубитов, необходимая в квантовом вычислении, опосредуется
через квантовую когерентность в pi стопке, где квантовая информация разделена (нелокальна).
Рассмотрим цепочку из трех пар оснований:
A-T
Г-C
Г-C
A-T can be either A T or A T, or quantum superposition of both | A T + | A T
A-T могут быть как A T или A T, или как квантовая суперпозиция обоих| A T + | A T
Г-C могут быть как Г C или Г C, или как квантовая суперпозиция обоих| Г C + | Г C
Г-C могут быть как Г C или Г C, или как квантовая суперпозиция обоих Г C + | Г C
Поскольку каждая пара может существовать в двух возможных дипольных состояниях,
опосредованных квантово механическими взаимодействиями, три пары оснований могут быть
рассмотрены как квантовая суперпозиция 8 возможных дипольных состояний:
A T A T A T A T
Г Ц Г Ц Г Ц Г Ц
Г Ц Г Ц Г Ц Г Ц
A T A T A T A T
Г Ц Г Ц Г Ц Г Ц
Г Ц Г Ц Г Ц Г Ц
As each dipole differs slightly due to structural differences, so for example
Поскольку каждый диполь отличается немного из-за структурных различий, так например
A T и Г Ц имеют несколько различающиеся диполи хотя в целом имеют сходное направление,
в то время как A T и Г Ц имеют более или менее противоположные диполи.
Легкие различия будут вызывать нестабильности в pi стопочной квантовой динамике в сочетании
с конформационно-механическими движениями цепочки ДНК.
Простые и сложные диполи внутри pi стопки могут продемонстрировать неожиданные эффекты.
Специфические диполи, соответствующие петлям, шпилькам, двойникам и т.д., могут иметь
определенные свойства. Суперпроводящие петли ДНК, например, могут функционировать в
направлении, аналогичном СКВИДАМ (суперпроводящие квантовые интерференционные
устройства). Сквиды имеют суперпроводящее кольцо с одним сегментом более низкой
проводимости; поток через кольцо очень чувствителен к диполям. Петли ДНК могут служить
квантовой антенной, с нелокальной коммуникацией с другой ДНК, и возможно с клеточной
машиной.
Мы можем тогда рассматривать ДНК как цепь кубитов (со спиральным вращением).
Результатом квантового вычисления была бы демонстрация чисто электронного паттерна
интерференции квантового состояния pi стопки, локально или нелокально регулирующего генную
экспрессию и другие функции путем излучения и спутывания.__
