Pesquisadores da Universidade de Chicago, especificamente da Pritzker School of Molecular Engineering (PME), anunciaram um avanço significativo na computação quântica ao converter uma proteína de células vivas em um qubit funcional. O estudo, publicado em 20 de agosto de 2025, na revista Nature, demonstra que a Proteína Fluorescente Amarela Aprimorada (EYFP) exibe propriedades quânticas em condições ambientais.
Este desenvolvimento é notável, pois elimina a necessidade de temperaturas ultrabaixas, tradicionalmente exigidas para sensores quânticos. A capacidade do EYFP de operar em condições fisiológicas permite sua integração direta em sistemas biológicos, mantendo suas características quânticas. Essa inovação representa um passo crucial para o desenvolvimento de sensores quânticos biocompatíveis, com potencial para revolucionar a detecção de doenças e o monitoramento em tempo real de processos biológicos.
A equipe de pesquisa, que inclui nomes como Jacob S. Feder, Benjamin S. Soloway, Shreya Verma e David D. Awschalom, destaca a importância da colaboração interdisciplinar. David Awschalom, professor na UChicago PME e um dos principais co-investigadores, enfatizou a nova era onde as fronteiras entre a física quântica e a biologia se dissolvem, prevendo que é nesse cruzamento que ocorrerá a ciência verdadeiramente transformadora.
O financiamento para esta pesquisa inovadora foi provido pela National Science Foundation (NSF) dos EUA e pela Gordon and Betty Moore Foundation. A utilização de proteínas como qubits abre um novo caminho para a engenharia de materiais quânticos, aproveitando os processos evolutivos da natureza para superar desafios tecnológicos atuais.
Diferentemente das plataformas de qubits convencionais, que dependem de materiais de estado sólido como circuitos supercondutores ou defeitos em diamante, esta descoberta utiliza um sistema biológico geneticamente codificável. Isso abre a possibilidade de criar sensores quânticos integráveis em organismos vivos, permitindo novas formas de sensoriamento em nanoescala e imagem quântica.
A proteína EYFP, originária de águas-vivas e já amplamente utilizada em bioimagem, demonstrou possuir um estado triplete metaestável que é estável e opticamente mensurável, tornando-a uma candidata promissora para sensoriamento quântico. Sua capacidade de operar em ambientes biológicos complexos e ruidosos, como dentro de células de mamíferos e bactérias, sem perder suas propriedades quânticas, é um diferencial importante.
Embora a sensibilidade atual seja menor em comparação com sensores baseados em diamante, a plataforma de qubits baseada em proteínas oferece um caminho promissor para sensores quânticos geneticamente codificáveis. As aplicações potenciais na medicina e biologia incluem o rastreamento de conformações de proteínas e a detecção de campos magnéticos e elétricos em nanoescala.