Исследователи использовали квантовые технологии, чтобы уменьшить магнитно-резонансный томограф настолько, что появилась возможность изучать биомолекулы без их повреждения или потери информации в процессе.

Ученые Университета Мельбурна под руководством профессора Ллойда Голленберга использовали квантовые биты размером с атом. Обычно такие используются внутри квантовых компьютеров, тут же их применили в качестве сверхчуствительных квантовых сенсоров. Из-за своего размера они дают возможность получить изображение отдельных атомов в биомолекуле, не искажая их структуру. Ученые считают, что технология поможет преодолеть проблемы, связанные с изучением и представлением биомолекул.

Современные техники исследования предполагают создание кристаллов из изучаемых молекул. После этого их облучают рентгеновскими лучами для получения приближенного представления о структуре. Проблема в том, что в ходе кристаллизации и последующего усреднения, теряется большая часть важной информации. Также не все биомолекулы могут быть кристаллизованы — в частности, белки, связанные с клеточными мембранами. Эти белки в свою очередь являются ключевым элементом в разработке новых лекарств и недостаток информации о них существенен.

«Наша система использует квантовые биты в качестве нано-МРТ, чтобы описать структуру отдельных молекул в их родной среде, — рассказывает профессор Голленберг. — Создание МРТ для микроскопии молекул с большой вероятностью приведет к революции в понимании биологических процессов на молекулярном уровне и станет толчком к разработке новых биотехнологий и открытию альтернативных областей их применения».

Систему можно было бы собрать на чипе и, контролируя состояние кубитов, изучать их взаимодействие с определенными атомами молекулы. Это позволит изучить их строение, ориентацию и расположение компактным и удобным устройством. Не так давно команда физиков Токийского университета добилась самого высокого уровня контроля над квантовыми явлениями. Так что планы ученых близки к осуществлению.