生命与量子技术的融合：科学家成功创制出生物量子比特
发布时间：2025-9-15 17:30
发布者：eechina
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科学家成功利用荧光蛋白制造出新型生物量子比特（qubit），其直径仅为3纳米。这项突破性研究为量子技术与生命系统的融合提供了全新可能，相关成果已发表在《自然》（Nature）期刊。 与需要超低温环境和特殊材料的传统量子比特不同，这种基于荧光蛋白的量子比特天生适合在生物环境中工作。研究团队通过激光激发、微波调控和荧光检测等技术手段，成功激活并观测到其量子特性。 量子比特与传统计算机比特的关键区别在于其能够同时处于0和1的叠加态。研究团队创新性地采用“由内而外”的研究思路，利用生物学自身的分子工具构建出能够自然存在于生物体内的量子系统。 该量子比特的核心是荧光蛋白中的发光基团——荧光团。该结构具有量子自旋特性，能够在外界调控下产生拉比振荡等典型量子效应。通过基因工程技术，研究人员成功在人类细胞和大肠杆菌中表达了该蛋白，并观察到其在175开尔文（-98.15°C）甚至室温环境下仍能保持量子相干性。 荧光蛋白特有的保护性结构为量子比特提供了天然屏障，使其能够抵抗生物环境中的干扰，这一特性解决了传统量子系统难以在常温下工作的难题。来自美国芝加哥大学的研究团队指出，这种天然保护机制是生物量子比特能够适应生命环境的关键。 尽管这项技术展现出巨大应用潜力，但科学家指出其从实验室走向实际应用仍面临挑战。包括信号强度、环境抗干扰能力和长期稳定性等问题都需要进一步研究。尽管如此，这项研究为量子生物学领域开辟了新方向，预示着未来可能实现基于生物分子的量子传感和量子计算技术，为生命科学研究提供全新的观测维度。 --《科学通讯》网站（www.sciencenews.org） |
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