蛋白質量子位元誕生：打開觀察生命量子世界的新窗口
科學家們常說，偉大的突破往往誕生於耐心與好奇心的交會點。芝加哥大學最新的研究正是如此──他們研發出一種全新的「蛋白質量子位元」（protein-based qubits），將量子科技帶入生命體內，開啟了「量子生物學」的新篇章。
目前最靈敏的量子感測器，多半來自鑽石內部的缺陷中心（NV centers），這些裝置能夠偵測極其微弱的磁場或溫度變化。然而，它們只能在嚴格控制的環境下工作，離在真實生物體內即時觀測的夢想仍有距離。相較之下，這些新穎的蛋白質量子位元雖然靈敏度尚未能與鑽石抗衡，但卻能「基因編碼」進活細胞中，成為一種天然的量子探針。也就是說，未來我們或許能透過它，直接在細胞裡觀察蛋白質如何折疊、酵素如何催化，甚至捕捉到疾病在最初分子層面的蛛絲馬跡。
量子物理與生物學邊界正逐漸消失
研究負責人 David Awschalom 強調，這項成果並非一蹴可幾，而是來自學生們在實驗一度陷入困境時仍不放棄的毅力。「正是他們敢於冒險、持續嘗試，即便長時間看不到結果，也願意往前推進，才讓這個艱難的計畫得以成功。」他說。
合作者 Soloway 則用更具想像力的語言來形容：「我們正進入一個量子物理與生物學邊界逐漸消融的時代，而真正具有顛覆性的科學，就將誕生於這片交界。」
這意味著，量子科技的應用不再只是高速運算或安全通訊的代名詞，它還可能徹底改變醫學與生物學的未來。例如，若能在活體內即時監測疾病的分子動態，臨床醫學將能提早發現病變；同時，對基礎科學而言，這也讓人類第一次有機會在量子層級上「看見」生命的運作。
換句話說，這不僅是一個技術突破，更是一扇全新的窗，讓我們窺見生命與量子世界之間那未被探索的奧秘。這或許是量子科技最迷人也最出乎意料的發展方向之一。研究刊登在最新一期的《Nature》。
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首圖來源：Jason Smith(CC BY 4.0)
參考論文：
1、A fluorescent-protein spin qubitNature