Без квантовых компьютеров: как исследовали молекулу, важную для жизни

Исследователи сделали шаг вперёд в понимании процессов, лежащих в основе азотфиксации — одного из важнейших природных механизмов. Ранее считалось, что для изучения ключевых молекул этого процесса потребуются квантовые компьютеры, однако новые данные указывают на возможность обходиться традиционными вычислениями.

Как сообщает портал «boda», в центре внимания оказалась молекула FeMoco, входящая в состав фермента нитрогеназы. Она позволяет некоторым бактериям преобразовывать азот из воздуха в аммиак, который затем используется растениями. Этот процесс напрямую влияет на плодородие почв и устойчивость экосистем.

Понимание того, как работает FeMoco, важно не только для фундаментальной науки. Учёные рассчитывают, что воспроизведение подобных механизмов в промышленности позволит сократить энергозатраты при производстве удобрений и снизить нагрузку на окружающую среду.

Долгое время FeMoco считалась крайне сложной для моделирования. Особенности поведения электронов в её структуре делали стандартные методы расчёта малоэффективными. По этой причине молекулу часто упоминали как пример задачи, решение которой возможно лишь с применением квантовых технологий.

Однако в опубликованной в начале 2026 года работе исследователи продемонстрировали, что одну из используемых в науке моделей FeMoco удалось рассчитать на обычном компьютере. Применение современных алгоритмов позволило добиться точности, достаточной для химических расчётов.

Речь идёт о модельной системе, а не о полном описании процессов в живых организмах. Тем не менее именно эта модель ранее использовалась для оценки перспектив квантовых вычислений, что делает результат особенно показательным.

Работа показывает, что развитие классических методов может расширять границы возможного уже сегодня. Это важно как для науки, так и для практических задач, связанных с сельским хозяйством и экологией.