芝加哥大學的研究人員在量子生物學領域取得重大突破，成功將來自海洋生物（如水母和珊瑚）的螢光蛋白質轉化為高效的量子位元（qubits），稱為「生物量子位元」（biocubits）。 這些生物量子位元能夠同時處於兩種狀態，即「疊加態」（superposition），這為開發能夠探測細胞內部極微小結構的設備開闢了新的可能性。 這一發現有望從根本上改變我們對生命系統的理解，並推動高科技設備的創新。
傳統的量子計算依賴於量子位元，其運算能力遠超經典電腦的位元（bit）。然而，在生物系統中使用量子位元一直受到環境條件的限制。此項研究的獨特之處在於，研究人員開發了一種能夠在活體細胞內生成生物量子位元的方法，無需對現有量子設備進行改造以適應生物系統。這項技術利用了蛋白質中螢光團的「三態」（triplet state）特性，這是一種先前未被用於量子感測的能量配置。透過雷射照射，研究人員能夠讀取蛋白質的三態，並將其用作量子位元，以偵測細胞內的磁場和電場信號。
研究團隊使用了一種專門的顯微鏡來觀察蛋白質的狀態，並在純蛋白質、人體口腔細胞和細菌（如大腸桿菌）上進行了實驗。雖然這些生物量子位元在活體內的穩定性約為16微秒，這比其他量子位元方法的持續時間短，但這是首次在生物體內測量到量子特性。儘管目前生物量子位元的靈敏度仍落後於由鑽石等材料製成的量子感測器，但它們在室溫下即可運作，且能夠直接在活體細胞內生成，這為未來的量子感測技術和生物技術開闢了廣闊的前景。
這項研究成果為量子生物學領域的進一步探索奠定了基礎，並預示著生物技術和量子技術融合的新時代。未來，這種技術可能應用於開發量子級別的細胞內成像技術，實現對蛋白質摺疊動力學、酶催化和生物分子相互作用的直接觀察，甚至可能用於疾病的早期預警和精準醫療。芝加哥大學的科學家們正透過結合量子工程與分子生物學，利用自然界的工具來克服傳統量子技術的瓶頸，為理解生命奧秘和開發創新醫療解決方案開闢了新的途徑。這項開創性的工作得到了芝加哥大學伯格格倫量子生物學與醫學中心（Berggren Center for Quantum Biology and Medicine）的創建支持，該中心獲得了2100萬美元的慷慨捐贈。