لأول مرة؛ العلماء يخلقون حياة كمومية إصطناعية تبحث عن أصل الحياة في التطور الدارويني

هل يمكن تفسير أصل الحياة عن طريق ميكانيكا الكم؟ وإذا كان الأمر كذلك، فهل هناك خوارزميات كمومية يمكنها ترميز الحياة نفسُها؟

نحن قريبون بعض الشيء من اكتشاف الإجابات على هذه الأسئلة الكبيرة بفضل البحث الجديد الذي تم إجراؤه باستخدام كمبيوتر عملاق من IBM.

ترميز السلوكيات المتعلقة بالتكرار الذاتي، والطفرة، والتفاعل بين الأفراد، و(حتمًا) الموت، تم استخدام خوارزمية كمومية تم إنشاؤها حديثًا لإظهار أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تحاكي بالفعل بعض أنماط البيولوجيا في العالم الحقيقي.

لا يزال هذا نموذجًا أوليًا مبكرًا لإثبات المفهوم، ولكنه يفتح الباب لمزيد من الغوص في العلاقة بين ميكانيك الكم وأصول الحياة.

نفس المبادئ التي تحكم الفيزياء الكوانتية قد يكون لها دور تلعبه في تشكيل الشفرة الوراثية.

انه مثل لعب نفس اللعبة لكن على مستوى جديد تماما من الفيزياء.

كان خلق الحياة الاصطناعية داخل أجهزة الكمبيوتر موضوعًا للعديد من التجارب السابقة، ولكن البرامج الحالية عادة ما تأخذ مقاربة كلاسيكية نيوتونية في إنتاج هذه النماذج – خطوة بخطوة، مع تقدم منطقي.

نحن نعلم أن العالم الحقيقي يضيف لمسة من الكم إلى هذا المزيج – الظواهر الغريبة التي تحدث على المستوى الجزئي والكلي – ويهدف البحث الجديد إلى إضافة نفس عدم القدرة على التنبؤ بمحاكاة الكمبيوتر أيضًا.

وبعبارة أخرى، لم تعد المحاكاة تقتصر على 1 و 0، بل يمكن أن تقدم بعض العشوائية التي نراها في الحياة اليومية. هذا يعد بفتح مجال جديد بالكامل جاهز للاستكشاف.

“الهدف من النموذج المقترح هو إعادة إنتاج العمليات المميزة للتطور الدارويني، وتكييفها مع لغة الخوارزميات الكمومية والحوسبة الكمومية”، كما كتب الباحثون، من جامعة باسك كونتري في إسبانيا.

باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمية IBM QX4، قام الباحثون بترميز وحدات من الحياة الكمومية تتكون من كيبيتين (تلك اللبنات الأساسية للفيزياء الكوانتية): واحدة لتمثل النمط الجيني (الشفرة الجينية التي تنتقل بين الأجيال) وواحدة لتمثل النمط الظاهري (المظهر الخارجي لهذا الرمز أو “الجسم”).

ثم تم برمجة هذه الوحدات للتكاثر والتحور والتطور والموت، وذلك جزئياً باستخدام التشابك – تماماً كما يفعل أي كائن حي حقيقي.

والخبر السار هو أن هذه الحسابات الكمومية الفعلية تتطابق مع النماذج النظرية التي توصل إليها الفريق في عام 2015.

ما زلنا بعيدين عن الإجابة على أعمق الأسئلة المتعلقة بالحياة، والكون، وكل شيء – ومن إنتاج الحياة الاصطناعية داخل جهاز كمبيوتر كمومي – ولكن هذا يدل على أنه قد يكون ممكنا.

كما أنها تتناسب بشكل جيد مع الأبحاث التي قام بها نفس الفريق والتي نشرت العام الماضي، حيث تم تقليد الاختيار الطبيعي والتعلم والذاكرة في نموذج كمومي نظري.

الآن وقد اتخذت تلك النظرية الخطوات الأولى في الاستخدام العملي داخل الكمبيوتر الكمومي الفعلي.

كما هو الحال مع كل شيء آخر تقريباً في مجال ميكانيكا الكم، يتعلم العلماء أثناء تقدمهم.

إن حاسوب IBM العملاق المستخدم هنا يعد جزئياً فقط كحاسب كمومي كامل، والذي هو في الوقت الحالي بعيد عن متناولنا التكنولوجي – رغم أن هذه الآلات تزداد قوة في كل الأوقات.

“نترك السؤال المفتوح حول ما إذا كان أصل الحياة هو ميكانيكا الكم حقا”، يشرح الباحثون.

“ما نثبته هنا هو أن أنظمة الكم المجهرية يمكنها تشفير الخصائص الكمومية والسلوكيات البيولوجية بشكل فعال، وعادة ما ترتبط بالنظم الحية والانتقاء الطبيعي”.

ترجمة: ليث حسين

المصادر: 1