Науковці Чиказького університету здійснили значний прорив, об'єднавши квантову фізику з біологією. Вони перетворили флуоресцентні білки з морських організмів, таких як медузи та корали, на надзвичайно ефективні інструменти — біокубіти. Ці біокубіти здатні одночасно існувати у двох станах, що є явищем, відомим як суперпозиція. Це відкриває нові можливості для розробки пристроїв, які можуть досліджувати найдрібніші частини клітин, що може докорінно змінити наше розуміння живих систем та дозволити створення нових високотехнологічних пристроїв.
На відміну від класичних комп'ютерів, які працюють з бітами (0 або 1), кубіти можуть існувати в обох станах одночасно, значно збільшуючи обчислювальну потужність. Однак використання кубітів у живих організмах раніше обмежувалося потребою у спеціальних умовах. Дослідники розробили мікроскоп, який спостерігає за станом білків за допомогою лазерного освітлення. Експерименти проводилися на чистих білках, клітинах людської щоки та бактеріях Escherichia coli.
Білки функціонували як кубіти приблизно 16 мікросекунд, що є значно меншим показником порівняно з іншими методами створення кубітів. Проте, це був перший випадок вимірювання квантових властивостей у живих організмах. Ця робота, опублікована в журналі Nature, відкриває перспективи для подальших досліджень у галузі квантової біології та розробки нових біотехнологій. Ця піонерська робота була підтримана створенням Центру квантової біології та медицини імені Берггрена в Чиказькому університеті завдяки щедрому пожертвуванню у розмірі 21 мільйона доларів.
Дослідники вважають, що ці білкові кубіти можуть революціонізувати квантово-орієнтовану нанорозмірну МРТ, розкриваючи атомну структуру клітинних механізмів і трансформуючи методи біологічних досліджень. Крім того, білкові кубіти можуть відкрити нові горизонти для розвитку самої квантової технології, дозволяючи використовувати природні інструменти еволюції та самозбірки для подолання перешкод, що стоять на шляху сучасної спін-орієнтованої квантової технології.
Цей прорив демонструє, як природні біологічні системи можуть бути використані для створення потужних квантових сенсорів, що є новим напрямком у цій галузі. Дослідження також підкреслюють, що біологічні системи, які працюють у теплих і рухливих умовах, можуть бути сумісні з квантовими технологіями, які традиційно вимагають екстремальної ізоляції та низьких температур. Це відкриття свідчить про те, що межа між квантовою фізикою та біологією починає розмиватися, відкриваючи шлях до трансформаційних наукових відкриттів.