Исследователи из Чикагского университета имени Прицкера совершили прорыв в области квантовых технологий, успешно преобразовав белок из живой клетки в функциональный квантовый бит (кубит). Это достижение демонстрирует квантовые свойства при комнатной температуре, бросая вызов устоявшемуся мнению о том, что квантовые эффекты проявляются только при экстремально низких температурах.
В ходе исследования использовался улучшенный желтый флуоресцентный белок (EYFP), широко применяемый в биологии для наблюдения за клетками. Было обнаружено, что EYFP способен функционировать как квантовый кубит, демонстрируя когерентность и магнитный резонанс в сложной среде живой клетки. Это открывает новые возможности для разработки квантовых сенсоров, способных работать непосредственно внутри биологических систем.
Исследования в области квантовой биологии набирают обороты, и недавние открытия подчеркивают ее потенциал для создания инновационных технологий, интегрирующих квантовые эффекты в биологические системы. В марте 2025 года физик Филип Куриан из Университета Говарда представил результаты исследования, указывающие на то, что живые клетки могут обрабатывать информацию посредством квантовых механизмов значительно быстрее, чем с помощью классического биохимического сигналинга.
Он наблюдал, что белковые структуры в живых клетках демонстрируют квантовую суперпозицию, что позволяет им обрабатывать информацию со скоростью порядка 10^12-10^13 операций в секунду. Эти выводы подтверждают растущий интерес к квантовой биологии и ее способности революционизировать такие области, как диагностика и вычисления.
Способность использовать квантовые явления на клеточном уровне может привести к революционным изменениям в медицине и технологиях. Например, квантовые вычисления обещают ускорить разработку лекарств, оптимизировать медицинские симуляции и улучшить комплексное биологическое моделирование. Моделируя молекулярные структуры с беспрецедентной точностью, квантовые компьютеры помогают исследователям быстрее находить новые лекарства и методы лечения по сравнению с классическими компьютерами.
Квантовые алгоритмы также улучшают секвенирование генома, персонализированную медицину и прогнозирование заболеваний, что позволяет применять более целенаправленные методы лечения. Кроме того, квантовое машинное обучение улучшает радиологию, диагностику и мониторинг пациентов в реальном времени, способствуя принятию более эффективных решений в здравоохранении.
Исследования, подобные тем, что проводит Филип Куриан в своей лаборатории квантовой биологии в Университете Говарда, демонстрируют, что биологические системы могут уже решать задачи, которые ставят в тупик самые передовые квантовые компьютеры. Его команда обнаружила экспериментальные свидетельства того, что биологические системы могут естественным образом проявлять квантовые эффекты даже при комнатной температуре. Одним из ключевых результатов является явление «однофотонной сверхизлучательности», при котором группа молекул синхронно испускает свет, создавая более сильный и быстрый импульс энергии, чем они могли бы по отдельности. Это открывает новые перспективы для понимания эволюции живых систем и разработки новых медицинских методов лечения.