科技日报记者 张梦然
你能相信吗，量子科技的下一个突破，可能不是在冰冷的实验室里，而是在一个个活生生的细胞中悄然发生。
近期，芝加哥大学一支研究团队在《自然》杂志上宣布：他们首次用活细胞自己制造的蛋白质，搭建出了功能性的“生物量子比特”。这个听起来像是科幻小说的成果，真实地发生在人们眼前。
量子比特，是量子计算机和量子传感器的核心“积木”。传统上，这些“积木”必须在接近绝对零度的极寒、高度屏蔽的环境中才能稳定工作。可生命呢？温暖、潮湿、充满各种分子“噪音”。它们之间仿佛水火不容。但科学家的想法是：既然人工量子设备难以融入生命系统，那何不反过来，直接用生命系统自己的“零件”来造量子比特？
该研究曾屡屡受挫，但团队一直未曾放弃。最终他们想到了细胞里天然存在的荧光蛋白，就是让水母发光的那类分子。通过基因编程，他们让细胞自己生产这些蛋白，将它们转化为可操控的量子比特。这就像让细胞变成一个微型的量子工厂，生产出自带量子功能的工具。
这些可以说是生命“原装”的量子比特。它们不仅能被精准地定位到细胞内的某个角落，甚至能探测到极其微弱的局部信号变化，灵敏度比现有技术高出数千倍。它们天生“亲生物”，不会被细胞排斥，还能随着细胞分裂遗传下去。这意味着，未来或许能把它植入活体组织、单个细胞，甚至直接贴在某个关键蛋白质上，实时“监听”生命最隐秘的“量子心跳”。
这也意味着，种种决定生命运行的关键瞬间，有可能在量子尺度上被“看见”。这可能催生出量子版的核磁共振，彻底改变人们研究生命的方式。
当然，目前这些蛋白量子比特的灵敏度还比不上实验室里的传统“硬核”材料。但它可以在生命活动发生的现场，直接读取量子信息。这不仅是生物学的革命，也可能为量子技术本身带来全新设计思路。
正如团队所言：“当量子物理和生物学的界限开始模糊，真正的变革性科学，就会诞生在这样的交界处。”
现在，人类正站在一个新时代的门槛上：生命，不再只是量子技术的“应用场景”，它正在成为量子技术的一部分。一个由细胞自己“造”出量子设备的未来，已经悄然开启。
网友评论
