Ученые превратили флуоресцентный белок в биологический квантовый бит (кубит), который можно создавать прямо внутри живой клетки. Это открытие может стать настоящей революцией в изучении биологических процессов в самых малых масштабах.
До сих пор квантовые технологии в основном опирались на искусственные системы — кристаллы или сверхпроводники, для работы которых нужны экстремально низкие температуры и надежная защита от внешних воздействий. Новая работа специалистов из Университета Чикаго может стать основой для создания квантовых сенсоров из природных материалов, которые будут работать прямо в живых клетках.
«Теперь мы можем использовать инструменты самой природы — эволюцию и способность к самоорганизации — чтобы двигаться дальше там, где современные квантовые технологии сталкиваются с ограничениями», — объясняет один из авторов исследования Петер Маурер.
В работе использовались флуоресцентные белки, которые встречаются у различных морских организмов, поглощают свет на одной длине волны и излучают его на другой — именно благодаря этому некоторые медузы способны светиться. Биологи уже давно используют эти белки для маркировки клеток, но теперь ученые нашли для них совершенно новое применение. Оказалось, что светящийся элемент таких белков, флуорофор, может переходить в особое, метастабильное триплетное состояние. В этом состоянии молекула поглощает свет и переходит в возбужденное состояние, где два ее электрона с наивысшей энергией имеют параллельные спины, то есть белок по сути ведет себя как квантовый объект. Это состояние длится короткое время, но его достаточно для использования молекулы в качестве живого кубита.
Источник: hi-tech.mail.ru