在一項引人注目的研究中，芝加哥大學普利茲克分子工程學院的團隊成功地將量子技術與生物學這兩個看似不相容的領域融合在一起，創造了一種基於蛋白質的量子位（qubit）。這團隊的研究突破了以往的界限，將「活細胞中的蛋白質」轉化為功能性量子位，這是量子計算的基本信息單位。這種蛋白質量子位能夠在活細胞的溫暖和嘈雜環境中作為一個極其敏感的量子傳感器運作，這與量子技術通常需要的低溫環境形成了鮮明對比。這一進展有可能徹底改變生物研究，提供了一種全新的方法來觀察生命內部的運作，這在以往是無法實現的。
項目的共同首席研究員大衛·奧斯查隆（David Awschalom）表示：「我們的目標是探索利用生物系統本身來發展成量子位的想法，而不是將傳統的量子傳感器偽裝進入生物系統中。」他同時也是芝加哥量子交換（Chicago Quantum Exchange）的主任，強調了利用自然界來創造強大量子傳感器的新方向。這項新研究填補了量子技術與生物學之間的鴻溝，挑戰了科學家們長期以來對生命化學與量子世界之間隔閡的認知。傳統觀念認為，量子效應需要受控的冷環境，而生物學則被視為熱而雜亂。如今的研究顯示，量子現象如「相干性」可以在活細胞中存活，這一發現顛覆了以往的想法。
這項新發展不僅增強了對於活細胞內部的量子過程的理解，還克服了以往工具的限制。以往，科學家使用熒光顯微鏡和熒光蛋白來觀察細胞，但這些方法只能提供表面上的視圖。此次研究將增強型黃色熒光蛋白（EYFP）轉化為量子位，該蛋白質在生物學中常用作熒光標記。科學家們現在能夠通過將蛋白質轉變為量子傳感器，直接測量活細胞內的量子性質。根據《Quantum Insider》的報導，這項研究確認了蛋白質量子位表現出量子行為，並在複雜且嘈雜的細胞環境中顯示出可測量的自旋相干性和光學檢測的磁共振。研究團隊能夠使用微波對量子位進行初始化和操控，並通過光來讀取其狀態，顯示了這一技術的潛力和靈活性。
儘管這些新的蛋白質量子位的靈敏度尚不及當今最好的量子傳感器，這些傳感器通常由鑽石製成，但它們的真正潛力來自於它們能夠直接基因編碼到活細胞中。這一獨特的能力預示著專家們未來能夠在最基本的層面上觀察生物過程，如蛋白質折疊和疾病的早期階段。這項創新還可能推動一種量子驅動的納米級MRI技術的發展，提供對細胞原子結構前所未有的觀察。博士候選人本傑明·索洛韋（Benjamin Soloway）指出：「我們正在進入一個量子物理學和生物學邊界開始模糊的時代，這將是變革性科學的發源地。」此外，這項研究還為量子技術領域開啟了新的疆域，根據共同首席研究員彼得·毛勒（Peter Maurer）的說法，這引入了一種「根本不同的量子材料設計方法」。這一突破或將為未來的科學研究和技術發展鋪平道路，並促進跨學科的合作與創新。
