هل يمكن لميكانيك الكم أن يفسر أصل الحياة؟ وإن كان هذا صحيحًا، هل توجد خوارزميات كمية قادرة على كتابة شيفرة الحياة بحد ذاتها؟
لقد اقتربنا بالفعل من الإجابة عن هذه الأسئلة الكبيرة، وذلك بفضل بحث جديد استُخدم فيه الكمبيوتر الخارق التابع لشركة (آي بي إم IBM-).
استُخدمت الخوارزمية الكمية الجديدة في إثبات قدرة الحواسب الكمية على تقليد بعض الأنماط البيولوجية في الحياة الواقعية، كالتوالد، والتغير الإحيائي (تغير بنية الجين)، والتفاعل بين الأفراد حتى الموت.
لا تزال فكرة النموذج الأوّلي مجرّد إثبات مبكر، ولكنها تفتح الباب لعلاقة أكبر بين ميكانيك الكم وأصول الحياة، ويمكن أن يكون لنفس المبادئ الفيزيائية الكمية دورًا هامًّا في تشكيل الشيفرة الجينية لدينا.
قد يبدو البحث للوهلة الاولى عبارة عن لعبة Sims المشهورة ولكن في مستوى جديد كليًا في الفيزياء.
إنّ صُنع حياة ذكية داخل الحواسيب كان الموضوع الأساسي لعديد من التجارب السابقة، ولكن ما يميز البرنامج الحالي هو أنه يتخّذ مقاربة نيوتونية في إنتاج هذه النماذج، خطوًة بخطوة في توالٍ منطقي.
نحن نعلم بأنّ العالم الحقيقي من حولنا يضيف لمسة من فيزياء الكم إلى الظاهرة الغريبة التي تحدث في المستويات الميكروية والماكروية، ويهدف البحث الجديد إلى إضافة العشوائية نفسها إلى المحاكاة الحاسوبية.
بكلمات أخرى، لم تعد المحاكاة محصورة في الواحدات والأصفار، ولكنها قادرة على إنتاج بعض العشوائية كالتي نراها في الحياة اليومية، الأمر الذي يدعو لاكتشاف حقل جديد كليًا والبحث فيه.
باستخدام حاسوب IBM الكمي الذي يحمل الاسم QX4، كتب الباحثون شيفرات من واحدات من المقادير الكمية والتي تُدعى (الكيوبتس- (Qubits -وهي البنى الأساسية في فيزياء الكم- واستُخدم أحدها في (تمثيل الجين- (genotype وهي الشيفرة الجينية التي تُمرّر عبر الأجيال، وآخر لتمثيل phenotype وهي مجموعة من الخصائص الملحوظة للفرد والناتجة عن تفاعل النمط الوراثي مع البيئة المحيطة.
واستُخدمت هذه الواحدات فيما بعد في برنامج للتوالد، والتغير الإحيائي، والتطور والموت، بشكل مشابه جزئيًا لأي كائن حي في الطبيعة.
فعلى سبيل المثال، أُنتِجت التغيرات العشوائية من خلال الحالة الكمية لمحاكاة التطور الإحيائي، والمثير للإهتمام هو تطابق الحسابات الكمية مع النماذج النظرية التي توصل إليها الفريق في عام 2015.
ما يزال المشوار طويلًا أمامنا حتى نستطيع الإجابة عن أعمق الأسئلة المتعلقة بأصل الحياة، والكون وكل شيء تقريبًا.
ولكن يبدو أنّنا استطعنا خلق حياة ذكية داخل حاسوب كميّ.
وذلك ما يتطابق مع نتائج البحث التي قام بنشرها نفس الفريق بعدما توصل إليها أواخر العام الماضي، والذي تضمّن على قدرة نموذج كمي نظريًا في محاكاة الانتخاب الطبيعي، والتعلم والذاكرة.
والآن اتّخذت النظرية خطواتها الأولى في الاستخدام العملي داخل حاسوب كميّ.
يقول الباحثون: « لقد تركنا الباب مفتوحًا للسؤال عمّا إذا كان أصل الحياة في الحقيقة عبارة عن ميكانيك الكم!، وما أثبتناه هنا أنّ الأنظمة الكمية المايكروسكوبية قادرة وبشكل فعال على أن تخلق فيها خصائص كمية وتصرفات بيولوجية مستوحاة من الأنظمة الحية والانتخاب الطبيعي».
- ترجمة: عصام خلف.
- تدقيق: سهى يازجي.
- تحرير: عيسى هزيم.
- المصدر
