Científicos crean un bit cuántico biológico a partir de una proteína fluorescente

Por Álvaro Gutiérrez Fernández

Zacatelco, Tlaxcala. – Un equipo de investigadores de la Universidad de Chicago ha logrado crear un bit cuántico (qubit) utilizando una proteína fluorescente. El trabajo, publicado en la revista Nature el 20 de agosto y reportado por Science News, abre la puerta a sensores cuánticos que podrían operar dentro de células vivas.

El qubit está hecho de la parte de la proteína llamada fluoróforo (la que emite fluorescencia cuando recibe luz). Ese fluoróforo tiene una propiedad cuántica llamada espín, que lo hace actuar como un imán que puede apuntar hacia arriba o hacia abajo, o estar en una superposición cuántica de ambos estados.

Los investigadores demostraron que podían manipular ese espín y producir oscilaciones de Rabi (un efecto cuántico que es una característica distintiva de un qubit). Mediante ingeniería genética, produjeron la proteína en células humanas a una temperatura de -98,15 °C y en bacterias Escherichia coli a temperatura ambiente.

«Las proteínas fluorescentes en general tienen la ventaja de que el fluoróforo, donde está codificado el qubit, está en esta capa protectora», explicó a Science News el coautor del estudio, Peter Maurer. Esa capa es clave para que el qubit tolere temperaturas más altas que las que requieren otros tipos de qubits (que normalmente necesitan frío extremo).

La investigadora Romana Schirhagl, de la Universidad Médica de Groningen en Países Bajos, que no participó en el estudio, señaló que es «una demostración elegante con mucho potencial», pero que aún queda mucho trabajo por hacer para que sea realmente útil.

El trabajo forma parte de un esfuerzo reciente en detección cuántica usando proteínas fluorescentes. Durante décadas, estas proteínas han sido herramientas clave en laboratorios de biología para visualizar otras proteínas o localizar células cancerígenas. Ahora, los investigadores buscan añadir detección cuántica a esa técnica.