What is a biological qubit?/¿Qué es un qubit biológico?

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As you all know, a qubit (or quantum bit) is the basic unit of information in quantum computing, the analogue of the bit in classical computing. While a classical bit can only represent a 0 or a 1, a qubit can exist in a superposition state, which is a combination of both 0 and 1 at the same time. Typically, when working with this type of technology, all experiments must be conducted under extreme temperature conditions close to absolute zero, or, in other words, at just over -270°C.

Como todos sabéis, un qubit (o bit cuántico) es la unidad básica de información en la computación cuántica, el análogo del bit en la computación clásica. Mientras que un bit clásico solo puede representar un 0 o un 1, un qubit puede existir en un estado de superposición, que es una combinación de ambos 0 y 1 al mismo tiempo. Normalmente cuando trabajamos con este tipo de tecnología todos los experimentos se han de hacer en condiciones extremas de temperatura cercanas al cero absoluto o, lo que es lo mismo, a algo más de -270 ºC.

In this line, a biological qubit is a cellular protein that has been modified to function as a qubit or quantum bit, the fundamental unit of information in quantum computing. A team from the University of Chicago has achieved this breakthrough by modifying a fluorescent protein found in living cells. The team used the fluorescent protein EYFP (Enhanced Yellow Fluorescent Protein), which is typically used to visualize processes in cells, and demonstrated that its triplet electronic state can act as a qubit.

En esta línea un qubit biológico es una proteína celular que ha sido modificada para funcionar como un qubit o bit cuántico, la unidad fundamental de información en la computación cuántica y un equipo de la Universidad de Chicago ha logrado este avance al modificar una proteína fluorescente que se encuentra en las células vivas. El equipo usó la proteína fluorescente EYFP (Enhanced Yellow Fluorescent Protein), que normalmente se utiliza para visualizar procesos en células, y demostró que su estado electrónico triplete puede actuar como un qubit.

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Unlike traditional qubits, which are typically difficult to integrate in biological environments and at room temperature, these biological qubits self-assemble within cells, giving them greater integration and scalability. Using laser and microwave pulses, scientists were able to manipulate and read the protein's quantum state, managing to maintain quantum coherence for several microseconds within living organisms, something never before achieved.

A diferencia de los qubits tradicionales, que normalmente son difíciles de integrar en entornos biológicos y a temperatura ambiente, estos qubits biológicos se autoensamblan dentro de las células, lo que les confiere una mayor integración y escalabilidad. Mediante el uso de pulsos de láser y de microondas, los científicos pudieron manipular y leer el estado cuántico de la proteína, logrando mantener la coherencia cuántica durante varios microsegundos dentro de organismos vivos, algo nunca antes logrado.

The team received a $2.75 million grant from the Gordon and Betty Moore Foundation to further develop these protein qubits using directed evolution. This interdisciplinary approach combines quantum engineering, molecular biology, and evolution to refine the qubits built by cells. Although its sensitivity still falls short of the best diamond-based quantum sensor, the advantage is that it is genetically codable, which could allow for quantum-precise observation of biological phenomena, such as protein folding or enzymatic reactions.

El equipo recibió una beca de 2,75 millones de dólares de la Fundación Gordon y Betty Moore para seguir desarrollando estos qubits de proteína con la ayuda de evolución dirigida. Este enfoque interdisciplinar combina ingeniería cuántica, biología molecular y evolución para refinar los qubits construidos por células. Aunque en sensibilidad todavía no alcanza al mejor sensor cuántico basado en diamante, la ventaja es que es genéticamente codificable, lo que podría permitir observar fenómenos biológicos con precisión cuántica, como el plegamiento de proteínas o reacciones enzimáticas.

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The development of these biological qubits could have applications in the fields of medicine and biotechnology. They could be used in the early detection of diseases, as they could be used to measure tiny changes in human cells, which could help doctors and scientists anticipate health problems before the first symptoms arise. In the field of biology, they allow the observation of living processes at a microscopic level without altering the cellular environment, opening a new window for studying biology at its most fundamental level.

El desarrollo de estos qubits biológicos puede tener aplicaciones en el campo de la medicina y la biotecnología. Podría utilizarse en la detección temprana de enfermedades ya que estos usarse para medir cambios minúsculos en las células humanas, lo que podría ayudar a los médicos y científicos a anticipar problemas de salud antes de que surjan los primeros síntomas. En el campo de la biología permiten observar procesos vivos a nivel microscópico sin alterar el entorno celular, lo que abre una nueva ventana para estudiar la biología a su nivel más fundamental.

While this is undoubtedly a significant advance in quantum computing, the field of biological qubits is currently in its very early and experimental phase. The most significant advances have focused on demonstrating the feasibility of the technology, rather than on large-scale application. Current biological qubits are not as stable or sensitive as their non-biological counterparts, such as those used in traditional quantum computing or other applications.

Aunque que no cabe duda de que este es un avance imponente en el tema de la cuántica, actualmente el campo de los qubits biológicos está en una fase muy temprana y experimental. Los avances más significativos se han centrado en demostrar la viabilidad de la tecnología, más que en su aplicación a gran escala. Los qubits biológicos actuales no son tan estables o sensibles como sus contrapartes no biológicas, como los que se utilizan en la computación cuántica tradicional u otras aplicaciones.

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https://phys.org/news/2025-08-scientists-cells-biological-qubit-multidisciplinary.html

https://www.infobae.com/salud/ciencia/2025/08/21/que-es-un-qubit-biologico-y-como-podria-facilitar-la-deteccion-temprana-de-enfermedades/