Una svolta pionieristica nell'ingegneria molecolare sta aprendo nuove frontiere nella computazione quantistica e nella biologia. Ricercatori della Pritzker School of Molecular Engineering (PME) dell'Università di Chicago hanno convertito con successo una proteina comunemente presente nelle cellule viventi, la Enhanced Yellow Fluorescent Protein (EYFP), in un qubit funzionale, l'unità fondamentale dell'informatica quantistica.
Questa innovazione, pubblicata sulla rivista Nature il 20 agosto 2025, segna un passo significativo verso l'integrazione della tecnologia quantistica nei sistemi biologici, operando efficacemente a temperatura ambiente. La ricerca, guidata da David Awschalom e Peter C. Maurer, ha dimostrato che l'EYFP esibisce proprietà quantistiche in condizioni ambientali, eliminando la tradizionale necessità di temperature criogeniche che ha finora limitato l'applicazione dei sensori quantistici.
La capacità di mantenere le sue caratteristiche quantistiche all'interno di sistemi viventi e in condizioni fisiologiche apre percorsi senza precedenti per lo sviluppo di sensori quantistici biocompatibili. Il team ha osservato che le proprietà di coerenza di spin dell'EYFP sono preservate anche in ambienti cellulari complessi e rumorosi, un risultato notevole considerando la natura delicata degli stati quantistici.
L'integrazione di questi qubit proteici nelle cellule viventi consente nuove possibilità per il rilevamento quantistico su scala nanometrica. I ricercatori suggeriscono che questi sensori proteici potrebbero rilevare segnali migliaia di volte più forti rispetto ai sensori quantistici esistenti, potenzialmente abilitando applicazioni come la risonanza magnetica quantistica su scala nanometrica.
Inoltre, questo approccio introduce un metodo innovativo per la progettazione di materiali quantistici, sfruttando i processi naturali di evoluzione e auto-assemblaggio per superare le sfide di scalabilità intrinseche alla tecnologia quantistica basata su spin. Il lavoro è stato supportato da finanziamenti della National Science Foundation (NSF) e della Gordon and Betty Moore Foundation.
Il Professor Awschalom ha sottolineato l'importanza di questa convergenza, affermando: "Stiamo entrando in un'era in cui il confine tra fisica quantistica e biologia inizia a sfumare. È qui che avverrà la vera scienza trasformativa." Questa scoperta rappresenta un avanzamento cruciale nella fusione tra la fisica quantistica e la biologia, promettendo di rivoluzionare il rilevamento delle malattie e il monitoraggio in tempo reale dei processi biologici.