La Universidad de Chicago ha logrado un avance pionero en 2025, fusionando la mecánica cuántica con la biología al transformar una proteína biológica en un sensor cuántico funcional. Tradicionalmente, los sistemas cuánticos requieren condiciones extremas de frío y vacío, mientras que la vida celular prospera en entornos cálidos y húmedos. Esta investigación, publicada en Nature, demuestra que la vida podría haber estado utilizando la mecánica cuántica durante eones, un lenguaje que la ciencia apenas comienza a descifrar.
El núcleo de este descubrimiento es la creación de un "bit cuántico viviente" o cúbit, utilizando una proteína. En lugar de construir máquinas complejas para imitar la vida, los científicos han integrado la vida en su tecnología mediante un enfoque "de adentro hacia afuera". Esto activa las propiedades cuánticas naturales de una molécula biológica, sugiriendo que la estructura proteica está intrínsecamente adaptada para mantener estados cuánticos. Se plantea la hipótesis de que procesos biológicos como la actividad enzimática o el plegamiento de proteínas podrían tener una capa cuántica oculta, más allá de la explicación de la química clásica.
Las ventajas de este método son significativas. A diferencia de los sensores cuánticos artificiales, como los defectos en redes de diamante, estos cúbits proteicos pueden ser producidos directamente por las células. La introducción de un gen adecuado permite a la maquinaria celular la producción masiva de estos sensores de alta sensibilidad. Su colocación precisa dentro de sistemas vivos, como si fueran semillas que germinan en fábricas autosostenibles, abre la puerta a la creación de redes cuánticas autoorganizadas dentro de organismos vivos para monitorear tejidos u órganos completos desde el interior.
Estos sensores biológicos prometen una sensibilidad sin precedentes, capaces de detectar señales miles de veces más potentes que las tecnologías actuales. La aplicación más revolucionaria es la visión de una "resonancia magnética cuántica a nanoescala", que permitiría rastrear la estructura atómica de la maquinaria celular, como el plegamiento de proteínas, en tiempo real y con la célula viva. Esto contrasta con métodos anteriores que requerían la fijación y muerte de las células, ofreciendo solo imágenes estáticas.
La tecnología podría detectar los primeros signos moleculares de enfermedades, como el plegamiento anómalo de una proteína que podría derivar en un tumor años después. Aunque la precisión de estos sensores proteicos aún no iguala a los mejores sensores de diamante, su capacidad para operar dentro de sistemas vivos es una promesa "mucho más radical". Este avance podría redefinir el diagnóstico médico, pasando de la identificación de enfermedades existentes a la detección de la probabilidad de su ocurrencia a nivel molecular, permitiendo intervenciones preventivas antes de la aparición de síntomas.
La medicina podría transitar de un modelo de tratamiento a uno de corrección molecular preventiva, inaugurando una nueva era en la atención sanitaria. Investigaciones paralelas en España, como las del grupo Quantum Technologies de la Universidad de Murcia, exploran la introducción de nanodiamantes con sensores cuánticos en células humanas para detectar anomalías celulares como indicadores tempranos de enfermedades, destacando la biocompatibilidad y operación a temperatura ambiente de estas tecnologías.