活体生物分子变“量子传感器”：线虫里的量子相干

量子效应通常被认为只存在于接近绝对零度的真空里，一旦进入“温暖而湿润”的生物环境便会迅速退相干。但大自然似乎掌握了人类尚未完全解开的秘籍——从候鸟磁导航到植物高效光合作用，生命体内可能正发生着精密的量子过程。

斯坦福大学 Shaun C. Burd 团队在《自然》发表研究：他们不再苦苦寻找自然界微弱的磁感受器，而是把目光投向成熟工具——红色荧光蛋白（RFP）。研究发现，这种广泛用于成像的蛋白在特定条件下竟是一种性能卓越的“量子传感器”。

图1：自由基对的自旋状态受磁场影响，决定化学反应产率。

通过基因工程让透明线虫表达这种特制荧光蛋白，研究团队在活体内“埋设”了能实时监测量子自旋状态的微型发报机，并用反应产率检测磁共振精确干预自旋相关自由基对的动力学。这把量子生物学从“高度疑似”的假说推向了可实验验证的阶段。

图2：活体内量子调控与读取。

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