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科學家成功利用熒光蛋白制造出新型生物量子比特（qubit），其直徑僅為3納米。這項突破性研究為量子技術與生命系統的融合提供了全新可能，相關成果已發表在《自然》（Nature）期刊。 與需要超低溫環境和特殊材料的傳統量子比特不同，這種基于熒光蛋白的量子比特天生適合在生物環境中工作。研究團隊通過激光激發、微波調控和熒光檢測等技術手段，成功激活并觀測到其量子特性。 量子比特與傳統計算機比特的關鍵區別在于其能夠同時處于0和1的疊加態。研究團隊創新性地采用“由內而外”的研究思路，利用生物學自身的分子工具構建出能夠自然存在于生物體內的量子系統。 該量子比特的核心是熒光蛋白中的發光基團——熒光團。該結構具有量子自旋特性，能夠在外界調控下產生拉比振蕩等典型量子效應。通過基因工程技術，研究人員成功在人類細胞和大腸桿菌中表達了該蛋白，并觀察到其在175開爾文（-98.15°C）甚至室溫環境下仍能保持量子相干性。 熒光蛋白特有的保護性結構為量子比特提供了天然屏障，使其能夠抵抗生物環境中的干擾，這一特性解決了傳統量子系統難以在常溫下工作的難題。來自美國芝加哥大學的研究團隊指出，這種天然保護機制是生物量子比特能夠適應生命環境的關鍵。 盡管這項技術展現出巨大應用潛力，但科學家指出其從實驗室走向實際應用仍面臨挑戰。包括信號強度、環境抗干擾能力和長期穩定性等問題都需要進一步研究。盡管如此，這項研究為量子生物學領域開辟了新方向，預示著未來可能實現基于生物分子的量子傳感和量子計算技術，為生命科學研究提供全新的觀測維度。 --《科學通訊》網站（www.sciencenews.org） |
