Para ilmuwan di Pritzker School of Molecular Engineering (PME) Universitas Chicago telah mencapai terobosan monumental dengan berhasil mengubah protein seluler menjadi unit komputasi kuantum yang berfungsi. Protein yang dikenal sebagai Enhanced Yellow Fluorescent Protein (EYFP) ini kini dapat bertindak sebagai qubit, unit dasar komputasi kuantum, bahkan dalam kondisi lingkungan normal, menghilangkan kebutuhan akan suhu sangat rendah yang sebelumnya menjadi syarat teknologi kuantum.
Penelitian yang dipublikasikan pada 20 Agustus 2025 di jurnal Nature ini, dipimpin oleh tim yang mencakup David D. Awschalom, menyoroti bahwa EYFP mempertahankan sifat kuantumnya ketika diintegrasikan ke dalam sel hidup. Hal ini membuka jalan bagi pengembangan sensor kuantum yang efektif dalam lingkungan biologis yang kompleks. Awschalom, seorang peneliti utama dan profesor di UChicago PME, menekankan pentingnya kolaborasi lintas disiplin ini, menyatakan, "Kami sedang memasuki era di mana garis pemisah antara fisika kuantum dan biologi mulai menghilang. Di sinilah inovasi ilmiah yang benar-benar transformatif akan lahir."
Penemuan ini didukung oleh National Science Foundation (NSF) AS dan Gordon and Betty Moore Foundation. Ini merupakan lompatan besar dalam penyatuan fisika kuantum dan biologi, yang berpotensi merevolusi deteksi penyakit dan pemantauan proses biologis. Kemampuan mengintegrasikan teknologi kuantum langsung ke dalam sistem kehidupan menandai pergeseran paradigma dari upaya "menyamarkan" sensor konvensional agar bisa masuk ke dalam organisme, menjadi upaya "menggunakan organisme itu sendiri" sebagai fondasi teknologi kuantum.
Bidang komputasi kuantum terus menunjukkan potensinya dalam memecahkan tantangan rumit ilmu hayati. Namun, tantangan dalam mengoperasikan teknologi kuantum yang sensitif di lingkungan biologis yang hangat dan penuh gangguan selalu menjadi kendala. Solusi yang ditawarkan oleh para peneliti UChicago, dengan memanfaatkan protein yang dapat dienkode secara genetik, menawarkan jalur yang lebih alami dan terintegrasi untuk membawa kemampuan kuantum ke ranah biologi, melampaui keterbatasan sensor kuantum tradisional.
EYFP, protein penanda fluoresen yang umum digunakan dalam bioimaging, memiliki karakteristik kunci seperti keadaan triplet metastabil yang stabil dan dapat diukur melalui cahaya, serta sifat spin yang dapat dikendalikan. Para ilmuwan mendemonstrasikan bahwa protein ini dapat berfungsi sebagai qubit, mempertahankan koherensi kuantumnya baik dalam sampel murni maupun di dalam sel mamalia dan bakteri, bahkan pada suhu ruang. Meskipun performa sensitivitasnya mungkin masih di bawah sensor berbasis berlian, kemampuannya untuk dienkode secara genetik menjadikannya platform yang sangat menjanjikan untuk sensor kuantum skala nano yang dapat ditanamkan langsung ke dalam organisme.