Các nhà khoa học đã tạo ra một mạch lượng tử sinh học trong thí nghiệm khủng khiếp với tardigrades

Một đội ngũ nghiên cứu quốc tế đang tuyên bố đã thực hiện thành công thí nghiệm 'tổ hợp lượng tử' lần đầu tiên trên một sinh vật đa tế bào.

Nhóm nghiên cứu, công trình nghiên cứu của họ được công bố gần đây trong một bản báo cáo tiền xuất bản, cho biết họ đã đặt một tardigrade - một sinh vật nhỏ gọi thân mật là 'gấu nước' - trong trạng thái 'quantum entanglement' giữa một cặp qubit siêu dẫn.

Nói một cách khác: các nhà nghiên cứu đã đặt một tardigrade trong một trạng thái mà nó được kết nối trực tiếp với qubits sao cho bất cứ điều gì xảy ra với gấu nước hoặc các qubits sẽ đồng thời ảnh hưởng đến cả ba.

Đây là một tính chất cơ bản của lượng tử tính toán. Nhưng loại chức năng lượng tử này thường chỉ xảy ra với những đối tượng có kích thước của hạt. Nghiên cứu trước đó đã đặt các sinh vật đơn tế bào trong trạng thái quantum entanglement, nhưng đây sẽ là lần đầu tiên các nhà khoa học làm điều này với một hệ sinh thái sinh học phức tạp.

Eureka?

Tuy nhiên, có một số tranh cãi về ý nghĩa của nỗ lực của đội ngũ. Theo bài báo của nhà nghiên cứu:

Chúng tôi quan sát sự kết hợp giữa động vật trong trạng thái cryptobiosis và một bit lượng tử siêu dẫn và chuẩn bị một trạng thái rất liên kết giữa hệ thống kết hợp này và một qubit khác. Tardigrade chính nó được cho là liên kết với các hệ thống còn lại. Sau đó, quan sát thấy con vật trở lại hình thức hoạt động sau 420 giờ ở nhiệt độ dưới 10 mK và áp suất 6 × 10−6 mbar, thiết lập một kỷ lục mới về điều kiện mà một hình thức phức tạp của cuộc sống có thể tồn tại.

Có nhiều điều để thảo luận ở đây, nhưng trước hết và quan trọng nhất: các nhà vật lý khác đang phê phán công việc này sớm do có vẻ như có một định nghĩa lỏng lẻo về “liên kết”.

Như phát hiện của Brandon Specktor từ Live Science, cảm xúc trên mạng xã hội dường như hoàn toàn hoài nghi:

Nhưng, như Specktor cũng chỉ ra, điều này có lẽ sẽ được sắp xếp trong quá trình đánh giá của người đồng nghiệp. Hiện tại, hãy thảo luận về thí nghiệm chính nó.

Cơn ác mộng trước Giáng sinh

Tardigrades là một trong những sinh vật kiên cường nhất mà chúng ta biết đến. Chúng có thể vào trạng thái đóng băng để sống sót trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt mà không có bất kỳ chức năng sinh học nào có thể quan sát được.

Chính vì lý do này mà các nhà khoa học đã chọn thử nghiệm tích hợp chúng với bit lượng tử trong một mạch. Ý tưởng khá cơ bản. Bạn đông lạnh tardigrades đến mức chúng gần với không tuyệt đối, sau đó bạn có thể đặt chúng vào một trạng thái liên kết giống như bất kỳ hạt siêu lạnh nào khác.

Tuy nhiên, vì tardigrades là những sinh linh sống, câu chuyện trở nên sinh động hơn so với loại thí nghiệm thông thường “chúng ta đã liên kết một số photons”.

Theo báo cáo của nhóm, những tardigrades cụ thể này đã được “thu thập vào tháng 2 năm 2018 từ ống thoát nước trên mái nhà ở Niva, Đan Mạch.”

Vậy nên, để tổng kết, một nhóm con người trong áo trắng đã bắt cóc một đám gấu nước nhỏ xinh, người đã sống trong một ống thoát nước thực sự, và sau đó đưa chúng vào nhiệt độ lạnh nhất mà một tardigrade từng trải qua trước khi buộc chúng vào một trạng thái liên kết ba chiều với qubits siêu dẫn.

Đội ngũ đã làm sống lại một trong những con tardigrades đã tham gia một loại liên kết mà họ gọi là liên kết. Nhưng đối với những con khác, các nhà nghiên cứu viết rằng “chúng tôi muốn chỉ ra rằng việc hồi sinh động vật đó cần thay đổi nhiệt độ và áp suất bên ngoài một cách nhẹ nhàng.”

Nghỉ trong hòa bình những chú gấu nhỏ của khoa học, chúng tôi sẽ không bao giờ quên bạn.

Đọc thêm: Các nhà vật lý có thể đã tạo ra liên kết lượng tử trong vi khuẩn