通过这种方式，他们能够影响一种被称为自旋的敏感量子态，并使其通过光可见。未来，这些发现有望帮助我们仅利用无线电波从细胞外部检测甚至调控细胞内的生化过程。此前，人们对量子传感的理解主要基于固态材料，例如金刚石，研究人员通过人为引入微小缺陷来实现这一目标。如今，研究人员正将这一原理应用于蛋白质——这种生物分子可以通过基因工程进行精确改造。未来，这有望实现将量子传感器直接整合到细胞或组织中。.
这些基于蛋白质的传感器特别适用于生物检测，即对活细胞、组织或器官进行成像。理论上，它们可以直接放置在需要测量的位置，因此与笨重的固态传感器不同，它们是研究生物体的理想选择。.
慕尼黑工业大学自然科学学院量子传感教授、发表在《自然·生物技术》上的这项研究的资深作者多米尼克·布赫尔解释说：“与已有的固态系统不同，基于蛋白质的方法不仅可以作为传感器，还可以利用无线电波选择性地控制生物过程——这是一个非常令人兴奋的前景。
研究人员究竟做了什么？
研究人员用蓝光照射两种光敏蛋白——黄素蛋白。他们首先研究了一种名为隐花色素的蛋白质，这种蛋白质在生物学中被研究作为鸟类体内磁场的潜在传感器。研究中使用的蛋白质样品由弗莱堡大学埃里克·施莱歇尔教授的研究小组提供。光会在蛋白质中产生自旋相关的自由基对和特殊的自旋特性：这些自由基对是耦合的电子对，对磁场极其敏感。这种特性可以通过这些蛋白质的发光强度来观察。.
接下来，研究人员特意施加无线电波，成功改变了蛋白质的发光性质，从而改变了其内部的自由基对。这表明，生物环境中敏感的量子态可以被电磁场影响。这些蛋白质充当磁场传感器，甚至可以使样品中磁场的分布显现出来。.
该信号完全通过光学方式读取，类似于固态量子传感器。虽然这是一项基础研究，但其发现具有巨大的近期生物技术应用潜力。慕尼黑工业大学自然科学学院博士生、该研究的第一作者孟坤解释说： “其应用前景十分广阔，从生物量子传感器到无线电波控制的细胞活动，例如远程基因表达，都可应用于此。”
