Биоинженеры из Чикагского универа(UChicago PME) сделали нечто невероятное: они взяли обычный белок, который есть в каждой клетке, и превратили его в рабочий квантовый бит. Обычно для квантовых вычислений нужны очень низкие температуры и полная тишина, но эти умники умудрились использовать саму природу для создания квантового сенсора. Это открывает двери к изучению жизни на атомарном уровне.
Команда под руководством Дэвида Авшалома и Петера Маурера взяла флуоресцентный белок, который уже давно используют в клеточной биологии, и сделала из него платформу для нового типа квантового датчика. В отличие от обычных наноматериалов, эти белки можно синтезировать прямо в организме, и их структура позволяет быть очень точными. В итоге они могут ловить сигналы, которые в тысячи раз сильнее, чем у многих других квантовых сенсоров.
Эта работа демонстрирует принципиально новый подход: вместо того, чтобы пытаться впихнуть небиологические устройства в живые системы, учёные сделали клетки сами источником квантовых свойств. Это открывает новые горизонты в биофизике, например, можно будет создавать квантовую МРТ на наноуровне и смотреть на белковые комплексы и ферменты в их естественной среде обитания. И это не только для медицины и биологии, белковые кубиты могут помочь в развитии квантовых технологий, потому что они могут самособираться и эволюционировать, чего не могут искусственные материалы.
Учёные признают, что их сенсоры пока не такие чувствительные, как дефекты в алмазах — это пока эталон в квантовых измерениях. Но главное преимущество в том, что белковые структуры можно встроить в живые клетки с помощью генетики. Это значит, что квантовые свойства будут работать прямо внутри биологической системы, и можно будет следить за процессами белковой свёртки, активностью ферментов и первыми признаками болезней.
Проект был весьма сложным и потребовал много упорства. По словам самих учёных, только настойчивость студентов и их готовность продолжать работу, даже когда всё казалось безнадёжным, позволили сделать это открытие. Теперь наука стоит на пороге наблюдения за жизнью на квантовом уровне, что разрушит барьер между физикой и биологией.
Комментариев нет:
Отправить комментарий