Uma equipa de investigadores da Universidade de Chicago desenvolveu com sucesso uma proteína encontrada em células vivas para funcionar como um qubit, a unidade fundamental da informação quântica. Esta inovação, publicada em 29 de agosto de 2025, representa um avanço significativo na integração de sistemas quânticos com organismos biológicos.
Ao contrário dos sensores quânticos tradicionais, que frequentemente requerem temperaturas criogénicas e ambientes controlados, estes novos qubits baseados em proteínas são codificados geneticamente e operam eficazmente nas condições quentes e dinâmicas inerentes aos ambientes biológicos. A equipa, liderada por David Awschalom, professor de Engenharia Molecular e Física na UChicago, e Peter Maurer, concentrou-se numa proteína fluorescente geneticamente codificada, demonstrando a sua capacidade de atuar como um sensor quântico. O estudo, publicado na revista Nature, detalha a utilização de uma nova técnica de leitura de spin, permitindo a criação de qubits opticamente endereçáveis na Proteína Fluorescente Amarela Melhorada (EYFP).
Os resultados revelaram um tempo de relaxamento spin-rede de 141 microssegundos e um tempo de coerência de 16 microssegundos, posicionando as proteínas fluorescentes como uma plataforma promissora para o desenvolvimento de sensores quânticos. Esta inovação abre portas para a imagiologia por ressonância magnética (IRM) a nanoescala aprimorada por quântica, oferecendo insights a nível atómico sobre processos biológicos complexos.
O financiamento para esta pesquisa provém de instituições de renome, incluindo o Quantum Leap Challenge Institute for Quantum Sensing for Biophysics and Bioengineering (QuBBE) da National Science Foundation e a Gordon and Betty Moore Foundation. Estabelecido em 2021, o QuBBE visa impulsionar a tecnologia quântica na biologia e formar a próxima geração de profissionais qualificados em ciência, tecnologia, engenharia e matemática (STEM).
A capacidade de integrar sensores quânticos diretamente em células vivas promete aprofundar a nossa compreensão de mecanismos celulares e doenças, potencialmente abrindo caminho para abordagens diagnósticas e terapêuticas radicalmente novas. A investigação de David Awschalom, que também é cientista sénior no Argonne National Laboratory e diretor do Chicago Quantum Exchange, tem sido fundamental na exploração do controlo de spins de eletrões para aplicações em computação, imagiologia e encriptação quântica.
As implicações desta investigação estendem-se para além da ciência básica, com potencial para revolucionar áreas como o desenvolvimento de fármacos e a medicina de precisão. A capacidade de observar processos biológicos a um nível quântico sem precedentes pode acelerar a descoberta de novos medicamentos e permitir diagnósticos mais precoces e precisos de doenças, como o cancro.