光合作用中量子相干效应及其量子模拟

摘要：

以鸟类导航和光合作用为代表的生物现象展现了丰富的量子相干效应.鸟类利用微弱的地磁场和依赖于自旋的化学反应识别方向.光合作用作为地球上最重要的能量来源之一,一直以来都是科学研究的热点.目前,已经在光合作用复合物中发现了量子相干效应,并且证明了光合作用复合物中能量传输的量子效率接近100％.这些重要的发现促使很多不同学科领域的专家去探索光合作用系统中能量传输背后的物理机制以及量子相干效应在光合系统中起到的作用.除此之外,一些研究尝试利用量子相干效应来提高激子能量传输的效率,并已取得了一定的进展.对于光合作用系统这样的量子开放系统,目前已有多种理论方法被提出,并用于分析其量子动力学过程.这些理论方法根据其建立的理论假设,具有各自不同的适用情形.近年来,随着研究深入,多个课题组提出了一些基于不同物理系统的量子模拟方法,并以此来分析光合作用系统中的现象.这些量子模拟方法与传统的理论计算方法相比,具有较高的计算效率以及较低的计算复杂度.本文对光合作用中量子相干效应的研究进展以及相关的理论研究方法和量子模拟方法进行综合性评述.

关键词：光合作用、鸟类导航、量子相干效应、量子模拟

所属期刊栏目：52

分类号：O413;R3;TN919.81

资助基金：重庆邮电大学博士启动基金;北京市自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-09-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：150-167