تبعث الخلية الحية باستمرار إشارات مغناطيسية ضعيفة، كأنها تهمس. يتنصت العلماء على هذا الهمس بواسطة "ميكروفونين" مجهريين - هما مستشعران للمجال المغناطيسي. أحدهما صُنع من الطبيعة (بروتين)، والآخر ذرة غبار ماسية من صنع الإنسان فيها عيب (من الكربون النقي) يحولها إلى هوائي.
يستجوب المجهر كلا المستشعرين بالتناوب: يوجه شعاعاً أزرق نحو أحدهما، وشعاعاً أخضر نحو الآخر (وهي تقنية من التحليل الطيفي - أي العمل مع الألوان). يستجيب كل مستشعر بوميضه الخاص، ويتم قياسه بدقة غير مسبوقة - هنا تدخل قياس الضوء (علم نبضات الضوء). حتى الفوضى الجزيئية داخل الخلية (الإنتروبيا، مقياس الاضطراب) لا تخفت هذه الإشارات.
يخلق مستشعران في خلية واحدة تأثيراً مجسماً: فكما تحدد أذنان موقع الصوت بدقة أكبر، يقدم المستشعران صورة ثلاثية الأبعاد. هذه التقنية التي نشأت من تجارب ديفيد وينلاند حول التحكم الكمي، تبشر بمراقبة الخلايا العصبية والأدوية. وإذا ما ربط التشابك الكمي - تلك العلاقة الغامضة التي درسها جون ستيوارت بيل - بين المستشعرات في المستقبل، فستتضاعف الدقة أضعافاً كثيرة.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2607.03552
Two revolutions in quantum sensing are converging on the same microscope stage. Biological qubits have emerged as genetically encoded, optically addressable quantum systems inside live cells. Solid state spin based qubits have been entangled and used as nanoscale correlator magnetometers, delivering sensitivity and spatial-resolution gains that single-spin probes cannot reach. Here we report a pulsed quantum microscope that enables simultaneous quantum state manipulation of both qubit technologies in live cells. The platform combines nanosecond-gated optical excitation at 450 nm and 520 nm, three-dimensional diffraction-limited addressing by galvo beam scanning and piezo objective focus, rapidly switched static and radio-frequency magnetic fields, single-photon timing with picosecond resolution, and microwave control for frequencies from DC to 5 GHz, including the 2.87 GHz resonance of solid state spins, the 500 MHz to 800 MHz resonance of radical pairs in biological qubits, and any future qubit resonance in the GHz range. Live cell imaging with simultaneous biological and solid state nanoparticle qubits in the same cell demonstrates the power of this technique for multiplexed quantum sensing. We anticipate this approach will open new opportunities for researchers to explore quantum sensing in live cells, and, ultimately, entanglement between a solid-state qubit and a protein-hosted spin qubit.
بعض البروتينات في عيون الطيور المهاجرة قادرة على استشعار المجال المغناطيسي للأرض، لتعمل كبوصلات كمومية طبيعية.
يشبه جهاز الترايكوردر الطبي من سلسلة "ستار تريك": يلقي نظرة داخل الخلايا ويفك شيفرة همسها المغناطيسي.