シカゴ大学プリツカー分子工学研究科（PME）の研究者たちは、強化型黄色蛍光タンパク質（EYFP）を室温で機能する量子ビットに変換するという画期的な成果を発表しました。この研究は、量子物理学と生物学の融合における重要な進歩を示しています。
EYFPは、従来の量子センサーに必要な極低温環境を必要とせず、常温常圧下で量子特性を示すことが確認されました。これにより、EYFPを生物の細胞内に組み込み、生理的条件下でも量子特性を維持することが可能となり、生物システムにおける量子センサーの開発に新たな道が開かれました。
この研究成果は、2025年8月20日に学術誌「Nature」に発表されました。研究を主導したデビッド・オウシュロム教授は、学際的な研究の重要性を強調し、「私たちは、量子物理学と生物学の境界線が曖昧になり始める時代に入っています。真に変革的な科学はここで起こるのです」と述べています。
米国国立科学財団（NSF）およびゴードン・アンド・ベティ・ムーア財団からの資金援助を受けて実施されたこの研究は、EYFPを量子ビットとして利用する可能性を示しました。この発見は、疾患の検出やリアルタイムの生物学的プロセスモニタリングに革命をもたらす可能性のある、生体適合性量子センサーの開発を促進するものです。
EYFPは元々、生物学分野で分子を可視化するために広く使用されているタンパク質です。今回の研究は、このタンパク質が量子ビットとして機能することを示し、量子技術を細胞環境に直接統合する道を開きました。将来的には、遺伝子工学を用いてEYFPを細胞内に組み込むことで、体内の微細な変化を検出する量子センサーとして活用できる可能性があります。例えば、細胞内の磁場、電場、温度勾配、化学的変化などを、これまでにない高解像度と感度で捉えることが期待されています。
この技術は、従来のセンサーとは異なり、量子コヒーレンス効果を通じて細胞の状態を解読する可能性を秘めており、新たな診断法や治療法の開発につながるかもしれません。この研究は、量子コンピューティングと生物学の分野における新たな可能性を示唆しており、将来的には、より効率的な創薬プロセスや、複雑な生物学的現象の解明に貢献することが期待されています。