Más de 80 años después de que Erwin Schrödinger, físico teórico influenciado por la filosofía de Schopenhauer y los Upanishads, ofreciera conferencias en el Trinity College de Dublín, un nuevo estudio vuelve a poner en el centro del debate la relación entre la vida y la física cuántica. En el contexto del Año Internacional de la Ciencia y Tecnología Cuántica 2025, Philip Kurian, director del Laboratorio de Biología Cuántica de la Universidad Howard en Washington D.C., ha utilizado las leyes de la mecánica cuántica para establecer un límite revisado sobre la capacidad computacional de la vida basada en carbono a lo largo de la historia de la Tierra.
Publicado en Science Advances, la investigación de Kurian postula una relación entre esta capacidad de procesamiento de información y la de toda la materia en el universo observable. «Este trabajo conecta los pilares de la física del siglo XX—termodinámica, relatividad y mecánica cuántica—para un cambio de paradigma en las ciencias biológicas», afirmó Kurian. Las implicaciones de sus hallazgos son profundas, especialmente en la comprensión de los orígenes de la vida en la Tierra y en otros lugares habitables del universo.
La mecánica cuántica en los sistemas biológicos
Los efectos de la mecánica cuántica, que muchos científicos consideran aplicables solo a escalas pequeñas, son sensibles a las perturbaciones. Esta es la razón por la que los ordenadores cuánticos deben operar a temperaturas más frías que el espacio exterior, y por qué solo objetos pequeños, como átomos y moléculas, exhiben propiedades cuánticas. Sin embargo, el grupo de Kurian descubrió un efecto cuántico distintivo en polímeros proteicos en solución acuosa, que sobrevive en condiciones biológicas adversas y podría ofrecer una forma para que el cerebro se proteja de enfermedades degenerativas como el Alzheimer.
Kurian plantea una serie de supuestos que, combinados con la extraordinaria confirmación experimental de la superradiancia de fotones en una arquitectura biológica común, abren nuevas líneas de investigación en óptica cuántica, teoría de la información cuántica, física de la materia condensada y biología. Los hallazgos sugieren que todos los organismos eucariotas pueden utilizar señales cuánticas para procesar información, lo que plantea un cambio significativo en la forma en que se entiende la señalización bioquímica.
La clave de estas propiedades es el triptófano, un aminoácido presente en muchas proteínas que absorbe luz ultravioleta y la reemite a longitudes de onda más largas. Los amplios redes de triptófano forman en microtúbulos y otras estructuras celulares, permitiendo que las células eucariotas procesen información de manera mucho más eficiente que los métodos químicos tradicionales. Este avance sugiere que la biología cuántica podría ofrecer nuevas perspectivas sobre la evolución de los sistemas vivos, a la luz de la fotofísica.
La obra de Kurian ha atraído la atención de investigadores en computación cuántica, ya que la supervivencia de efectos cuánticos frágiles en entornos «ruidosos» es de gran interés para aquellos que buscan hacer la tecnología de la información cuántica más resistente. Las comparaciones de rendimiento entre los sistemas biológicos y los ordenadores cuánticos podrían ofrecer nuevas posibilidades en el campo de la computación, revelando que la capacidad de procesamiento de la vida es vastamente superior a la de los sistemas artificiales.
Así, en una era marcada por la inteligencia artificial y los ordenadores cuánticos, es esencial recordar que las leyes físicas limitan el comportamiento de todos los sistemas, tanto vivos como artificiales. Las investigaciones de Kurian destacan que, a pesar de estas limitaciones, la vida tiene una capacidad de procesamiento de información que no solo es impresionante, sino que también podría cambiar nuestra comprensión de la habitabilidad en exoplanetas y la evolución de la vida en el universo.
