
English: 
If I was to define quantum biology, it is
not what many people might think, that at
the very deepest level, if you look into a
living system, a living cell, down to the
level of the molecules and atoms then you
hit the quantum world, because that would
be true for life as well as for inanimate
matter, where the quantum rules kick in. Quantum
biology, as we define it today, means exploring
the mechanisms and phenomena that rely on
non-trivial quantum effects within living
cells. By non-trivial I mean quantum tunnelling,
long lived quantum coherence and superposition,
quantum entanglement. These are surprising
effects that we are now seeing taking place
within living organisms. That is quantum biology.

Italian: 
Se dovessi definire la biologia quantistica, non è quello che molte persone pensano, che
a livelli microscopici, se guardi un organismo, una cellula vivente,
fino al livello delle molecole e degli atomi, si raggiunge il mondo quantistico.
Questo e’ vero per la material animata che per la materia inanimata, dove entrano in gioco le regole quantistiche.
Biologia quantistica, come la definiamo oggi, significa esplorare i meccanismi e i fenomeni che si basano su
effetti quantici non banali all'interno delle cellule viventi. Per non banale intendo tunneling quantistico,
coerenza e sovrapposizione quantistiche di lunga durata, entanglement quantistico.
Questi sono effetti sorprendenti che ora siamo in grado di osservare negli organismi viventi. Questa è biologia quantistica.

Italian: 
Tendiamo a pensare alla biologia quantistica come un'area piuttosto nuova della scienza interdisciplinare
e in alcuni sensi lo è. In realtà la biologia quantistica ha origini piuttosto antiche, risalenti
ai primi anni '30. In effetti possiamo risalire a una lezione particolare che Niels Bohr tenne in una conferenza del 1929.
Accenno’ all'idea, come molti pionieri quantistici facevano allora,
che la meccanica quantistica detenesse la chiave di un’immensa conoscienza
e il fatto che siccome la meccanica quantistica, a loro avviso, risolveva problemi di fisica e chimica,
con arroganza, che potesse essere usata anche per affrontare il mistero della vita stessa.
Bohr fu uno di questi primi pionieri quantistici, a suggerire che forse la meccanica quantistica
avrebbe potuto avere un ruolo. Ispirò altri fisici, in particolare persone come Max Delbrück,
che in seguito cambiò settore e divenne un biofisico che lavorava in biologia molecolare e anche Pascual Jordan.

English: 
We tend to think about quantum biology as
being quite a new area of interdisciplinary
science and in many ways it is. But actually
it has rather old origins, going all the way
back to the early 1930s. In fact we can even
trace it back to a particular lecture that
Niels Bohr gave at a conference in 1929. He
hinted at the idea, as many quantum pioneers
were doing back then, that maybe quantum mechanics
holds the key to so much of science and the
fact that quantum mechanics, in their opinion,
solved the problems of physics and chemistry,
they arrogantly then assumed that it could
also be used to tackle the mystery of life
itself. Bohr was one of these early quantum
pioneers, who suggested that maybe quantum
mechanics could play a role. He inspired other
physicists, particularly people like Max Delbrück,
who then actually changed field and became
a biophysicist working in molecular biology

English: 
and also Pascual Jordan.
Jordan is most famous because he was one of
the authors on the classic papers on quantum
mechanics, on matrix mechanics, with Max Born
and Werner Heisenberg in Göttingen. Jordan,
I guess, is less known that Born and Heisenberg,
but he is certainly one of the names of the
quantum pioneers of the 1920s. Jordan, really,
in a sense, was the founder of the field of
quantum biology. He was looking for rules
from the quantum world such as indeterminism,
complementarity, ideas that he had developed
by studying under Bohr, and whether they applied
and played a vital role in life. In fact Pascual
Jordan probably published the very first paper
on quantum biology, back in 1932, advocating

Italian: 
Jordan è famoso soprattutto perché è stato uno
degli autori dei classici lavori di meccanica quantistica, della meccanica delle matrici, con Max Born
e Werner Heisenberg a Gottinga. Jordan, immagino, è meno noto di Born e Heisenberg,
ma è sicuramente uno dei nomi di spicco dei pionieri quantistici degli anni '20. Jordan, in un certo senso,
fu il fondatore del campo della biologia quantistica. Cercava di capire se le regole
del mondo quantistico come l'indeterminismo, la complementarità, le idee che aveva sviluppato
studiando sotto Bohr, potessero avere un ruolo vitale nella vita. In effetti, Pascual Jordan
probabilmente pubblicò il primo documento sulla biologia quantistica, nel 1932, sostenendo

Italian: 
alcune delle sue idee su come la meccanica quantistica e l'atto di osservare e così via portassero
ai fenomeni della vita, che erano ancora in qualche modo misterioso. Il problema ovviamente
è che le opinioni politiche di Pascual Jordan erano piuttosto spiacevoli. Jordan era un nazista. Non era una
di quelle persone della Germania degli anni '30 che tenevano la testa bassa, che magari parlavano contro il governo.
No, era un fascista vero e proprio. E così, dopo la guerra,
con la sua reputazione ovviamente in rovina, anche la biologia quantistica fu in qualche modo contaminata
dalla reputazione di Pascual Jordan.
Tuttavia, c'erano altri che ancora credevano che ci fosse qualcosa in questa idea che la meccanica quantistica
potesse svolgere un ruolo nella comprensione della vita. Nei primi anni '30 fu fondato il Cambridge Theoretical Biology Club,

English: 
some of his ideas about how quantum mechanics
and the act of observation and so on lead
to the phenomena of life, which were still
in some sense mysterious. The problem of course
is Pascual Jordan’s political views were
rather unpleasant, he was a Nazi, and he wasn’t
just one of those people in 1930s Germany
who kept their head down, who maybe didn’t
speak out against the government. No, he was
a fully paid-up fascist. And so after the
war with his reputation of course in ruin,
quantum biology also in some sense was tainted
by the shadow of being championed by Pascual
Jordan.
However there were others who still believed
there was something in this idea that quantum
mechanics could play a role in explaining
life. So in the early 1930s the Cambridge

English: 
Theoretical Biology Club was formed and it
contained some of the greatest thinkers in
Cambridge of that day. Even people life the
great evolutionary biologist J.B.S. Haldane,
many philosophers, many mathematicians, as
well as physicists and biologists. The Cambridge
Theoretical Biology Club essentially, I think,
advocated a view, which we would call organicism.
Organicism, was half way between the other
rather extreme schools of thought, which they
believed were wrong when it came to describing
life. On one hand you had the mechanistical,
reductionist view of life, that living systems
were highly ordered, maintain low entropy,
but essentially we are steam engines. Give
us energy we use that useful low entropy energy

Italian: 
il quale includeva alcuni dei più grandi pensatori
di Cambridge di quel periodo; il grande biologo evoluzionista J.B.S. Haldane,
molti filosofi, molti matematici, nonché fisici e biologi.
Il Cambridge Theoretical Biology Club essenzialmente, credo, ha sostenuto un punto di vista, che chiameremmo ‘organicismo’.
L'organicismo era a metà strada tra le altre scuole di pensiero piuttosto estreme, che i
che i membri di questo gruppo ritenevano inadeguate per la comprensione della vita. Da un lato c’era la visione meccanicistica
e riduzionista della vita, secondo cui i sistemi viventi sono altamente ordinati, mantengono bassa entropia
ma essenzialmente siamo motori a vapore. Dacci energia che usiamo quell'energia utile a bassa entropia

Italian: 
per mantenere l'ordine all'interno dei sistemi viventi. Questa era la visione meccanicistica.
All'altro estremo c'era il vitalismo. I vitalisti erano stati screditati dal XX secolo in realtà,
perché credevano che ci fosse una scintilla magica che conferiva alla vita tutto ciò che la rende speciale,
che distingue tra materia vivente e non vivente.
Gli organisti dicevano "No, c'è qualcosa di più nella vita, non solo macchine,
non puoi capirlo con ciò che attualmente conosciamo, basandoci su una sorta di leggi newtoniane per esempio".
D'altra parte c'è, sostenevano, qualcosa di speciale
nella vita, presumibilmente alcune leggi della fisica e della chimica non ancora scoperte
o non ben comprese che sono necessarie per spiegare la biologia.

English: 
to maintain the order within the systems of
life. That was the mechanistical view.
On the other extreme was vitalism. The vitalists
had been discredited by the 20th century really,
because they believed there was some magical
spark that endowed life with whatever makes
life special, that differentiates between
living and non-living matter.
So the Organicists said “No, there is something
more to life, than just sort of machines,
you can’t get to understand it with what
we currently know, building on sort of Newtonian
laws for example”. But on the other hand
there is, they argued, something special about
life, maybe presumably some as yet undiscovered
or not particularly well understood laws of
physics and chemistry that are required to
explain biology.

Italian: 
Se mi forzassero, direi, in un certo senso, che è quello che la maggior parte dei biologi quantistici, certamente
quei fisici, chimici, biologi, spettroscopisti, che lavorano nella biologia quantistica - non esiste
davvero una cosa come la biologia quantistica - questo è quello che loro direbbero oggi: che esistono
leggi della fisica e della chimica da scoprire per per spiegare la vita.
Naturalmente oltre a quel gruppo di Cambridge
Naturalmente oltre a quel gruppo di Cambridge
Schrödinger dovrebbe davvero essere menzionato perché pubblico’ un libro molto famoso chiamato ‘Cosa e’ la vita’
nel 1944, in cui ha proposto che forse l'ordine dei sistemi viventi è simile
alla materia inanimata a temperature molto basse. Sappiamo che quando si scende in termperature allo zero assoluto,
effetti quantici come la superconduttività o la super fluidità si manifestano; quando l'agitazione termodinamica

English: 
If I were pushed I’d say in some sense that
is what most quantum biologists, certainly
those physicists, chemists, biologists, spectroscopists,
who work in quantum biology - there isn’t
really such a thing as quantum biology - this
is what they would argue today, that there
are laws of physics and chemistry as yet to
be understood that would be needed to explain
life.
Of course in addition to that group in Cambridge
in 1930s there were others. Certainly for
example, among the quantum pioneers, Erwin
Schrödinger should really be mentioned because
he published a very famous book called What
is Life in 1944, in which he proposed that
maybe the order of living systems is akin
to inanimate matter at very low temperature.
We know that when you drop down to near absolute
zero quantum effects kick in, like superconductivity
or super fluidity, when the thermodynamic

Italian: 
casuale di atomi e molecole si calmata e si consente che gli effetti quantistici persistano.
Lo vediamo nella materia inanimata a bassa temperatura. Schrödinger sosteneva
che forse la materia vivente con i suoi stati altamente ordinati a bassa entropia è simile alla materia inanimata
a bassa temperatura, quindi magari al vita è cosi’ com’è a causa di effetti e fenomeni quantistici.
Schrödinger parlava di cristalli aperiodici, che ovviamente è quello che il DNA è essenzialmente,
un cristallo aperiodico. Quindi, gli elementi costitutivi della vita devono in qualche modo
essere spiegati dalle leggi della fisica e in particolare della fisica quantistica.
L'unica cosa che dobbiamo ricordare è che la meccanica quantistica e quindi lo sviluppo
nella teoria quantistici dei campi e così via si stava sviluppando in parallelo con le nuove aree della biologia,
 

English: 
random agitation of atoms and molecules can
be calmed down and you allow for quantum effects
to persist. We see that in inanimate matter
at low temperature. Schrödinger was advocating
that maybe living matter with its low entropy
highly ordered states is akin to inanimate
matter at low temperature therefore it also
is the way it is because of quantum effects
and quantum phenomena. He talked about aperiodic
crystals, which of course is what DNA is essentially,
it’s an aperiodic crystal. So the basic
fundamental building blocks of life do somehow
have a requirement to be explained by laws
of physics and in particular quantum physics.
The one thing that we have to remember is
that quantum mechanics and then developing
in quantum field theory and so on was developing
in parallel with the new areas of biology,
genetics and molecular biology. The geneticists
and molecular biologists by the 1930s and

Italian: 
della genetica e della biologia molecolare. I genetisti e i biologi molecolari degli anni '30 e '40 quando fu scoperta la struttura a doppia elica del DNA, sentivano davvero
di non aver bisogno di meccanica quantistica,
visto il successo che stavano riscontrando. Stavano imparando così tanto sulla struttura molecolare all'interno dei sistemi viventi.
Non videro alcun requisito per introdurre le stranezze della meccanica quantistica. Quindi, in larga misura, la biologia quantistica ando’ davvero in secondo piano.
Soprattutto dopo la scoperta della doppia elica del DNA,
gli spettroscopisti e i biologi molecolari stavano davvero imparando molto di più sugli elementi costitutivo della cellula, sul
manuale delle istruzioni della vita, non avevano interesse
nel principio di sovrapposizione e nel problema della misurazione, il principio di incertezza e per tutte quelle
strane cose; era tutta roba per i fisici. Allo stesso tempo, anche i fisici riscontravano successo in quel periodo.

English: 
1940s and indeed 1950s, when the double helix
structure was discovered, really felt they
had no need for quantum mechanics, they were
so successful. They were learning so much
about the molecular structure within living
systems. They saw no requirement to bring
in the strangeness of quantum mechanics. So
to a large extent quantum biology really sort
of went into the background. Particularly
after the discovery of the double helix of
DNA, spectroscopists and molecular biologists
really were learning so much more about the
building blocks of the cell, the instruction
manual of life, they had no room for quantum
superposition and the measurement problem,
the uncertainty principle, and on all that
silly business, they would leave that to physicists.
At the same time physicists had their hands

Italian: 
Noi fisici abbiamo avuto molto successo nel XX secolo dalla meccanica quantistica
alla teoria quantistica dei campi, dalla fisica nucleare e delle particelle, abbiamo imparato a conoscere gli elementi costitutivi
della materia. Dal punto di vista teorico abbiamo iniziato a esaminare come unire idee diverse,
le diverse forze della natura. La stessa teoria quantistica dei campi è poi evoluta in elettrodinamica quantistica,
cromodinamica quantistica negli anni '60 e '70. Abbiamo costruito
acceleratori sempre più grandi per esaminare componenti sempre più piccole della materia.
I fisici non volevano andare a guardare il mondo disordinato della biologia. I biologi non avevano
le basi della meccanica quantistica per applicare questi complessi problemi matematici ai processi
della vita. Quindi fino a diversi decenni, probabilmente fino agli anni '90, è stato fatto ben poco.
La biologia quantistica era vista come un'area scientifica esterna,

English: 
full. We’ve also been very successful in
the 20th century from quantum mechanics to
quantum field theory, nuclear and particle
physics developed, we learned about the building
blocks of matter. On the theoretical side
we started looking at how we unify the different
ideas, the different forces of nature. Quantum
field theory itself then evolved into quantum
electrodynamics, quantum chromodynamics by
the 1960s and 1970s. We were building bigger
and bigger accelerators to look at smaller
and smaller constituents of matter.
Physicists didn’t want to go and look at
the messy world of biology. Biologists didn’t
have the quantum mechanical background to
apply some of this hard maths to the processes
of life. So until all the way for several
decades, probably until the 1990s very little
was done.
Quantum biology was seen as an outside, rather

Italian: 
piuttosto controversa, in qualche modo stravagante. Soprattutto quando penso ad alcune
delle idee che sono nate alla fine degli anni '60, alla fine degli anni '70, quando le persone stavano usando la meccanica quantistica
per descrivere ogni sorta di strani fenomeni come la telepatia o idee pseudo-scientifiche.
La meccanica quantistica sviluppo’ questo settore mistico.
Uno degli esempi più famosi è stato il lavoro di Roger Penrose e Stuart Hameroff. I due
proposero un meccanismo che secondo loro avrebbe spiegato la natura della coscienza. L'idea è che
all'interno dei neuroni del cervello fossero presenti delle proteine che potevano esistere in una sovrapposizione quantistica
di due configurazioni e quando un numero sufficiente di questi era in uno stato di entanglement quantistico,
questo è quando la coscienza si manifesta. All'inizio ci fu una breve euforia riguardo all’idea,

English: 
controversial, somehow wacky area of science.
Particularly when you think about some of
the ideas that grew up during the late 1960s,
late 1970s, when people were using quantum
mechanics to describe all sorts of strange
phenomena such as telepathy or ideas in pseudo-science.
Quantum mechanics developed this mystical
arm.
One of the most famous examples was the work
of Roger Penrose and Stuart Hameroff. They
proposed a mechanism that they argued explained
the nature of consciousness. The idea is that
there were these proteins within the neurons
of the brain that could exist in a quantum
superposition of two configurations and when
enough of them became entangled together that’s
when consciousness switched on. There was
some brief excitement about this idea initially,

Italian: 
ma penso che molto rapidamente la maggior parte degli scienziati abbia detto: “No, aspetta un minuto, non e’ che siccome la meccanica quantistica
è misteriosa e non la capiamo e la coscienza è misteriosa e non la capiamo,
non significa che i due aspetti debbano essere collegati ”.
E quindi questo era un altro motivo per cui le persone erano piuttosto restie nei confronti della biologia quantistica.
Questo cambio’. Negli anni '90 all'improvviso
ci furono tecniche sperimentali che utilizzavano laser a impulsi rapidi, la spettroscopia 2D, in cui si potevano pompare
biomolecole, eccitarle e vedere come decadevano. E improvvisamente alcuni di questi esperimenti
iniziarono a mostrare effetti quantistici, coerenza di lunga durata, effetti di interferenza di lunga durata
che non potevano esser spiegati altrimenti. Pensa all'esperimento delle due fenditure
nella meccanica quantistica. Spara un raggio di particelle, fotoni o elettroni, attraverso

English: 
but I think very quickly most scientists said:
“No, hang on a minute, just because quantum
mechanics is mysterious and we don’t understand
it and consciousness is mysterious and we
don’t understand it, it doesn’t mean that
the two have to be connected”. And so that
was another reason why people were rather
nervous about approaching some of the ideas
in quantum biology.
That changed. In the 1990s suddenly there
were experimental techniques using fast pulsed
lasers, 2D spectroscopy, where you could pump
biomolecules, excite them and see how they
decay. And suddenly some of these experiments
were beginning to show that there were quantum
effects going on, long living coherence, long
lived interference effects that you couldn’t
explain otherwise. Think of the two slits
experiment in quantum mechanics, firing a
beam of particles, photons or electrons, through

English: 
the two slits and you see the interference
pattern. Even when you fire one at the time,
you can’t explain that interference pattern
using classical mechanics, you need quantum
mechanics. Well, they were seeing the equivalent
of that taking place in certain special mechanisms
with living cells, for example the way enzymes
transfer particles from one part of the molecule
to another, electrons and later even protons,
2000 times more massive than electrons, they
were seeing these protons quantum tunnel from
one place to another.
I became interested in this field of quantum
biology in the late nineties, but only as
a hobby. I wasn’t taking it seriously. My
background is theoretical nuclear physics.
So I spent my career modelling nuclear reactions,
quantum scattering theories, where we can
compare with experiments and we can develop
and advance our theories.

Italian: 
le due fenditure e vedi interferenza. Anche quando spari una particella alla volta,
non puoi spiegare quel modello di interferenza usando la meccanica classica, hai bisogno della meccanica quantistica.
Bene, stavano vedendo l'equivalente di questo fenomeno in alcuni meccanismi all’interno delle cellule viventi,
ad esempio nel modo in cui gli enzimi trasferiscono particelle da una parte della molecola a un'altra,
elettroni e successivamente anche protoni, 2000 volte più grandi degli elettroni; erano
in grado di osservare l’effetto tunnel con i protoni.
Mi sono interessato a questo campo della biologia quantistica alla fine degli anni Novanta, ma solo
per passatempo. Non lo stavo prendendo sul serio. Il mio background è la fisica nucleare teorica.
Ho trascorso la mia carriera modellando reazioni nucleari, teorie della dispersione quantistica, dove possiamo
fare esperimenti e sviluppare le nostre teorie.

Italian: 
Johnjoe McFadden, che è un biologo molecolare e un mio collega qui all'Università di Surrey,
nel 1997, venne al dipartimento di fisica per un seminario
su un'idea che aveva. Anticipo’ che probabilmente era un'idea stravagante. Che esistono un certo tipo
di mutazioni chiamate mutazioni adattative, in cui, ad esempio i batteri, E. Coli
in questo caso, avevano la possibilità di mutare in una direzione o nell'altra.
Quando questi batteri sono isolati dell'ambiente circostante le mutazioni sono casuali, cinquanta e cinquanta.
Ma se l’ambiente circostante contiene, in questo caso, una sorta di energia, il glucosio,
uno di quegli stati mutati puo’ trarne vantaggio ma l'altro no. All'improvviso

English: 
But Johnjoe McFadden, who is a molecular biologist
and a colleague of mine here at the University
of Surrey, this was in 1997, he came to the
physics department and he gave a seminar on
an idea that he had. He admitted that it was
probably a wacky idea. That there is a certain
type of mutation called adaptive mutations,
in which for example bacteria, E. Coli in
this case that he was looking at, had the
option of mutating in one direction or another
and without any help from the surrounding
environment that should be random, fifty-fifty.
But if their surrounding environment contained,
in this case, glucose sort of energy, one
of those mutated states could take advantage
of but the other couldn’t, suddenly you

English: 
saw more mutations going towards the side
that could utilise the food in its environment.
And this was a puzzle. How that can it know
in advance, before it mutates it doesn’t
know there is glucose in the environment.
“If I mutate in this way I can feed a multiply
and make many copies of myself, and if I go
in the other direction I can’t utilise the
glucose and I’ll die”.
The idea that Johnjoe McFadden had was that
somehow some biomolecule within the E. Coli
bacteria could exist in a superposition of
two states or the genetic mutation could exist
in a superposition of two states and it maintained
that superposition until the time when it
could, I guess, be measured by its environment,
when it decoheres. It will happen in two different
ways. It was a very handwavy idea and essentially
most of the physics department here at Surrey
who listened to his talk dismissed his idea

Italian: 
si vedono più mutazioni che facilitano il batterio nell’utilizzo del cibo nel suo ambiente.
E questo era un enigma. Come può il batterio sapere in anticipo?
Prima di mutare non sa che c'è glucosio nell'ambiente. "Se muto in questo modo posso moltiplicarmi
e fare molte copie di me stesso, e se vado nella direzione opposta non posso utilizzare
il glucosio e crepo".
L'idea di Johnjoe McFadden era che
in qualche modo una biomolecola all'interno dei batteri E. Coli potesse esistere in una sovrapposizione
di due stati o che la mutazione genetica potesse esistere in una sovrapposizione di due stati e che mantenesse
quella sovrapposizione fino al momento in cui e’ misurata dal suo ambiente,
quando la funzione d’onda collassa. Succede in due modi diversi. Era un'idea molto vaga e sostanzialmente
la maggior parte del dipartimento di fisica qui all’Universita’ di Surrey che ascoltò il suo discorso respinse la sua idea,

English: 
out of hand, partly because it was crazy,
and partly because he was a biologist trying
to tell us physicists about quantum mechanics.
I was intrigued enough that I spoke to Johnjoe
about this afterwards and thereafter began
a collaboration that has now lasted over two
decades between us, in which we looked at
ideas of quantum mechanics in biology and
as our interest has grown so has the field
of quantum biology.
Other examples have been discovered, still
controversial, still open to be dismissed
as wrong, but nevertheless examples published
in top journals such as Science and Nature,
which suggest that something quantum mechanical
is going on inside living cells, whether it’s
in photosynthesis, in whether it’s in enzyme
catalysis, whether it’s in mutations of
DNA, even more controversially the way we
smell, the theories of olfaction, or magnetoreception,

Italian: 
in parte perché era pazza, e in parte perché era un biologo che cercava
di insegnare la meccanica quantistica ai fisici.
Io ero talmente curioso che ne ho parlai con Johnjoe
in seguito e da allora inizio’ una collaborazione che è durata più di due
decenni tra noi, in cui abbiamo esaminato idee della meccanica quantistica in biologia. E con la crescita del nostro interesse,
anche il settore della biologia quantistica e’ cresciuto.
Sono stati scoperti altri casi, controversi, ancora sotto esame,
casi che in ogni caso sono stati pubblicati su riviste di punta come Science and Nature,
che suggeriscono che qualcosa di meccanica quantistica accadende all'interno delle cellule viventi, sia che si tratti
di fotosintesi, nella catalisi enzimatica, nell mutazioni del
DNA, sia - ancora più controverso - nel modo in cui sentiamo l'odore, le teorie dell'olfatto o della percezione magnetica,

English: 
the way certain animals can sense the Earth’s
magnetic field, the chemical compass that
allows them to detect the orientation of the
field relies on quantum effects, quantum entanglement.
So these are controversial ideas, they are
speculative but they are hugely exciting.
And we have yet to know for sure whether or
not this is going to lead to something. For
me as a theoretical physicist, what’s exciting
is that it has allowed me to move into this
new field, open quantum systems. The idea
that when you are solving a problem a problem
in quantum mechanics you no longer just solve
the Schrödinger Equation because your quantum
system of interest is surrounded by an environment
that plays a very important role and that’s
why people are sceptical about quantum biology.
They say, “How can these delicate, ephemeral,
short-lived quantum effects have any functional
role at all in biology given that they exist

Italian: 
il modo in cui alcuni animali possono percepire il campo magnetico terrestre, la bussola chimica
che consente loro di rilevare l'orientamento si basa su effetti quantistici, entanglement quantistico.
Queste sono tutte idee controverse, sono speculative ma sono estremamente eccitanti.
E non sappiamo ancora con certezza se questo porterà o meno a qualcosa. Per
me, come fisico teorico, ciò che è eccitante è che mi ha permesso di spostarmi in questo
nuovo campo dei sistemi quantistici aperti. L'idea che quando risolvi un problema
in meccanica quantistica non risolvi più l'equazione di Schrödinger perché il tuo sistema di interesse
quantistico è circondato da un ambiente che svolge un ruolo molto importante ed è per questo
che le persone sono scettiche sulla biologia quantistica. Dicono: "Come possono questi effetti quantistici delicati, effimeri
e di breve durata avere un ruolo funzionale in biologia, dato che esistono

English: 
in an environment that is warm, complex, messy.
Surely decoherence kicks in within femtoseconds,
but to play a biologically significant role
they have to last for pico- or nanoseconds
or even longer. And yet, it seems, there are
hints that life has evolved the ability to
maintain these quantum effects for long biologically
significant periods of time. The noise of
the environment that measures the system,
that causes it to decohere or today we talk
about a quantum system becoming increasingly
entangled with its surrounding environment,
rather than killing off quantum effects it
seems to be resonating with it, it seems maintaining
it, there seems to be different kinds of noise,
that we have to now consider. So from a theoretical

Italian: 
in un ambiente caldo, complesso, disordinato? Sicuramente il collasso della funzione d’onda interviene nella scala temporale di femtosecondi,
ma per svolgere un ruolo biologicamente significativo devono durare per pico- o nanosecondi
o anche di più. Eppure, a quanto pare, ci sono indicazioni che la vita abbia evoluto la capacità
di mantenere questi effetti quantici per lunghi periodi biologicamente significativi. Il rumore
dell'ambiente che misura il sistema, che lo fa collassare o oggi parliamo
di un sistema quantistico che si entangle sempre più con il suo ambiente circostante,
piuttosto che cancellare effetti quantistici sembra risuonare con esso, sembra mantenerlo,
sembra che ci siano diversi tipi di rumore, che ora dobbiamo considerare. Da un punto di vista teorico,

English: 
point of view, this is a hugely exciting area,
it borders on questions like what is the measurement
problem, the questions about in foundations
of quantum mechanics.
Studying these phenomena in quantum biology
of course is more than just intellectual curiosity.
If we think about some of the big areas that
are funded in research today, particularly
here in the UK, I can think of two, one is
quantum technologies, the idea of utilising
some of the non-trivial quantum mechanics
to develop new instruments and new techniques
and so on, new sensors. A lot of money is
going to quantum technologies and has nothing
to do with biology. On the other hand you
have synthetic biology, developing machines
that rely on the machinery of life. Quantum
biology is somehow the bridge, I argue, between
synthetic biology and quantum technologies.
If some of these mechanisms that we are now

Italian: 
questa è un settore estremamente eccitante, che confina con domande come ‘Qual è il problema della misurazione?’,
le domande alla base della meccanica quantistica.
Lo studio di questi fenomeni nella biologia quantistica ovviamente non è solo una curiosità intellettuale.
Se pensiamo ad alcune delle grandi aree nella ricerca oggi per cui ci sono fondi di ricerca, in particolare qui
nel Regno Unito, posso pensare a due, una è la tecnologia quantistica, l'idea di utilizzare
concetti della meccaniche quantistica non banali per sviluppare nuovi strumenti e nuove tecniche
e così via, nuovi sensori. Molti fondi di ricerca sono destinati alle tecnologie quantistiche e non ha nulla
a che fare con la biologia. D'altra parte hai biologia sintetica, sviluppando macchine
che si affidano ai macchinari della vita. La biologia quantistica è in qualche modo il ponte, secondo me, tra
biologia sintetica e tecnologie quantistiche. Se alcuni di questi meccanismi che stiamo

English: 
seeing in living systems like long lived coherence
in photosynthesis like quantum tunnelling
in DNA, if they turn out to be true and, it
is not magic, life has had nearly 4 billion
years to perfect all its trickery, if utilising
the rules of the quantum world gave life an
advantage over classical rules it would have
used them. So therefore, can we learn, if
life has figured out some of these tricks,
can we learn from life and develop our own
ideas? Will this have a bearing on the work
in developing quantum computers? Will it have
a bearing on work developing new quantum magnetic
sensors? So there are all sorts of technologies
that might be advanced, maybe developing new
types of photovoltaic cells, if plants and
bacteria in their photosynthesis have used
a very clever trick from the quantum world

Italian: 
vedendo nei sistemi viventi come la coerenza di lunga durata nella fotosintesi, come il tunneling quantistico
nel DNA, se si rivelano veri e - non è magia! la vita ha avuto quasi 4 miliardi
di anni per perfezionare tutti i suoi trucchi -, se usare le regole del mondo quantistico avesse dato alla vita
un vantaggio rispetto alle regole classiche, queste regole sarebbero state usate. Quindi, quindi, possiamo imparare,
se la vita ha capito alcuni di questi trucchi, possiamo imparare dalla vita e sviluppare le nostre
idee? Avrà un impatto sul ricerca nello sviluppo di computer quantistici? Avrà
un impatto sul lavoro di sviluppo di nuovi sensori magnetici quantistici? Ci sono tutta una serie di tecnologie
che potrebbero essere sviluppate, magari nuovi tipi di celle fotovoltaiche, se le piante e i
batteri nella loro fotosintesi hanno usato un trucco molto intelligente dal mondo quantico,

English: 
maybe we can copy that to help our advances
in our technologies.
Now here in Surrey, Johnjoe and I have finally
become very serious about quantum biology
and we now have doctoral training centre,
funded by the Leverhulme Trust, which is a
charity, to take on PhD students. We now have
an interdisciplinary group containing theoretical
physicists, computational chemists, molecular
biologists and geneticists, all working together,
bringing together people from across the university
in different fields, looking at different
aspects of quantum biology. It may end up
really not being anything but for me it’s
such an important question and the nature
of life is still mysterious enough that I
think it’s too important not to look at
seriously.

Italian: 
forse possiamo copiarlo per sviluppare nuove tecnologie.
Qui nell’Universita’ di Surrey, Johnjoe ed io abbiamo finalmente preso sul serio il settore della biologia quantistica
e abbiamo fondato un centro di formazione di dottorato, finanziato dal Leverhulme Trust, che è
un ente di beneficenza, per assumere dottorandi. Ora abbiamo un gruppo interdisciplinare contenente fisici teorici,
chimici computazionali, biologi molecolari e genetisti, che lavorano tutti insieme,
riunendo persone provenienti da tutta l'università in diversi campi, esaminando diversi
aspetti della biologia quantistica. Magari non concludiamo nulla, ma per me è
una domanda veramente importante, e la comprensione della vita è ancora un problema irrisolto
e importantissimo che non puo’ certamente essere trascurato.
