Un reciente estudio publicado en la revista Science Advances reveló un descubrimiento que podría transformar nuestra comprensión de la biología y la física: las células eucariotas, incluidas las humanas, podrían estar utilizando principios de la mecánica cuántica para procesar información de manera más rápida y eficiente que las supercomputadoras cuánticas más avanzadas.
Según informó Muy Interesante, este fenómeno, que ocurre en condiciones normales de temperatura y entorno, desafía las nociones previas sobre las limitaciones de los sistemas cuánticos en ambientes biológicos.
El trabajo, liderado por el físico teórico Philip Kurian y su equipo del Quantum Biology Laboratory de la Universidad de Howard, identificó un fenómeno conocido como superradiancia cuántica en estructuras celulares como los filamentos citoesqueléticos.
Este mecanismo permitiría a las células procesar información miles de millones de veces más rápido que los métodos bioquímicos tradicionales, sugiriendo que la vida podría haber estado utilizando computación cuántica desde sus inicios.
La computación cuántica, tal como se conoce actualmente, requiere condiciones extremas, como temperaturas ultrabajas y sistemas altamente controlados, para evitar la pérdida de coherencia cuántica. Sin embargo, el estudio de Kurian plantea que los organismos vivos han resuelto estas limitaciones de manera natural.
Según Muy Interesante, el equipo detectó señales cuánticas estables y funcionales en células vivas, lo que sugiere que los sistemas biológicos pueden aprovechar efectos cuánticos sin necesidad de refrigeración o aislamiento extremo.
El fenómeno de la superradiancia cuántica ocurre cuando múltiples moléculas cooperan para emitir luz de manera sincronizada, amplificando su señal.
En este caso, el protagonista es el triptófano, un aminoácido presente en muchas proteínas celulares. Kurian descubrió que redes de triptófano organizadas dentro de microtúbulos y otras estructuras celulares pueden absorber y reemitir luz ultravioleta de forma coherente, gracias a efectos cuánticos.
Este proceso no solo protege a las células del daño oxidativo, sino que también permite transmitir información a velocidades que superan ampliamente las de los mecanismos biológicos tradicionales.
Un salto en la velocidad del procesamiento biológico
El impacto de este descubrimiento es significativo. Según publicó Muy Interesante, los mecanismos clásicos de procesamiento de información en los seres vivos, como los impulsos eléctricos en las neuronas, operan en escalas de milisegundos.
En contraste, la superradiancia cuántica observada en las células ocurre en picosegundos, lo que equivale a un millón de veces más rápido. Kurian propone que las redes de triptófano funcionan como fibras ópticas cuánticas, capaces de transmitir señales con una eficiencia y velocidad sin precedentes.
El físico Majed Chergui, quien colaboró en los experimentos, destacó que estas observaciones podrían abrir nuevas perspectivas sobre la evolución de los sistemas vivos. Según sus palabras, “la biología cuántica tiene el potencial de transformar nuestra comprensión de cómo los organismos vivos han evolucionado para aprovechar las leyes fundamentales de la física”.
¿Qué organismos podrían estar utilizando computación cuántica?
Aunque el estudio se centró en células eucariotas, como las de plantas, animales y hongos, Kurian sugiere que esta capacidad cuántica podría estar presente en todos los organismos multicelulares e incluso en aquellos sin cerebro o sistema nervioso.
Organismos como bacterias, algas y esporas, que constituyen la mayor parte de la biomasa terrestre, podrían estar utilizando este tipo de procesamiento cuántico.
Este hallazgo implica una revisión profunda del concepto de inteligencia en la naturaleza. La vida podría estar resolviendo problemas complejos sin necesidad de un cerebro, utilizando estructuras moleculares que actúan como circuitos cuánticos naturales.
Además, Kurian plantea que estos sistemas podrían haber evolucionado como una estrategia para proteger el ADN del daño causado por la radiación ultravioleta, aprovechando esa misma energía para procesar información en lugar de desperdiciarla.
Más allá de las implicaciones biológicas, este descubrimiento también tiene un impacto significativo en la física fundamental. Según detalló Muy Interesante, Kurian comparó la capacidad computacional de los organismos vivos con los límites teóricos del universo observable.
Sus cálculos sugieren que la computación realizada por la vida en la Tierra podría acercarse, e incluso superar, el rendimiento de los sistemas cuánticos diseñados por el ser humano, gracias a su eficiencia natural.
Kurian argumenta que “casi toda la vida en la Tierra tiene la capacidad física de computar con grados de libertad cuánticos controlables”, lo que permitiría “el almacenamiento y la manipulación de información cuántica con ciclos de corrección de errores que superan ampliamente los últimos códigos de superficie basados en redes”.
Este enfoque ha captado la atención de figuras influyentes como Seth Lloyd, pionero de la computación cuántica, quien afirmó que “la computación realizada por los sistemas vivos es muchísimo más poderosa que la realizada por sistemas artificiales”.