Des chercheurs de l'Université de Chicago ont réalisé une avancée remarquable en transformant une protéine issue d'une cellule vivante en un qubit fonctionnel. Cette prouesse démontre la manifestation de propriétés quantiques à température ambiante, remettant en question l'idée préconçue que les phénomènes quantiques ne sont observables qu'à des températures extrêmement basses. En utilisant la protéine fluorescente jaune améliorée (EYFP), couramment employée pour l'observation cellulaire, les scientifiques ont découvert sa capacité à agir comme un qubit quantique, présentant une cohérence et une résonance magnétique au sein même de l'environnement complexe d'une cellule vivante. Cette découverte ouvre des perspectives inédites pour le développement de capteurs quantiques capables d'opérer directement dans les systèmes biologiques.
Ces travaux font écho aux recherches de Philip Kurian, physicien à l'Université Howard, publiées en mars 2025. Ses travaux suggèrent que les cellules vivantes peuvent traiter l'information via des mécanismes quantiques à une vitesse bien supérieure à celle de la signalisation biochimique classique. Ses observations indiquent que les structures protéiques dans les cellules vivantes manifestent une superposition quantique, leur permettant de traiter l'information à des vitesses estimées entre 10^12 et 10^13 opérations par seconde. Ces avancées soulignent l'intérêt croissant pour la biologie quantique et son potentiel dans la création de technologies novatrices intégrant les effets quantiques aux systèmes biologiques.
La capacité à exploiter les phénomènes quantiques au niveau cellulaire pourrait révolutionner des domaines variés, allant du diagnostic médical à l'informatique. La recherche sur la biologie quantique, un domaine en pleine expansion, explore comment les effets quantiques influencent les processus biologiques fondamentaux. Des études récentes, notamment celles menées par le Quantum Biology Laboratory de l'Université Howard sous la direction de Philip Kurian, ont mis en évidence des phénomènes tels que la superradiance quantique dans les réseaux de tryptophane au sein des structures protéiques. Ce phénomène, où un groupe de molécules émet de la lumière de manière synchronisée, générant une impulsion d'énergie plus forte et plus rapide, a été observé à température ambiante, défiant les attentes antérieures qui limitaient ces effets aux conditions cryogéniques.
Ces découvertes suggèrent que les cellules eucaryotes pourraient déjà posséder la capacité de traiter l'information quantique avec une robustesse et une rapidité rivalisant avec les méthodes actuelles de correction d'erreurs quantiques. L'intégration des principes quantiques dans les systèmes biologiques ouvre la voie à des applications révolutionnaires dans le domaine de la santé. Par exemple, la capacité à simuler des interactions moléculaires avec une précision sans précédent grâce à l'informatique quantique accélère la découverte de médicaments et le développement de traitements personnalisés. Des recherches visent à décoder des mécanismes complexes de maladies et à améliorer le repositionnement des médicaments en utilisant des algorithmes quantiques pour analyser les voies métaboliques et les interactions moléculaires. Ces avancées promettent des thérapies plus ciblées et efficaces, marquant un tournant potentiel dans la lutte contre des maladies telles que le cancer et les maladies neurodégénératives.
La recherche de l'Université de Chicago sur les qubits protéiques, ainsi que les travaux de Philip Kurian sur la superradiance quantique dans les structures protéiques à température ambiante, soulignent collectivement le potentiel croissant de la biologie quantique. Ces avancées suggèrent un avenir où la mécanique quantique jouera un rôle central dans la compréhension et la manipulation des systèmes biologiques, conduisant à des percées en médecine, en informatique et au-delà. L'intégration des principes quantiques dans les systèmes biologiques est un domaine en évolution rapide avec des implications profondes, ouvrant la voie à de nouvelles approches médicales et à une compréhension plus approfondie des mécanismes complexes de la vie.