环境辅助的量子行走与光合作用能量传递

光合系统内的能量传递可以表现出量子效应，如离域激子输运。最近，实验直接证明了 Fenna-Matthews-Olson (FMO) 蛋白复合体动力学中存在长寿命相干性 [Engel et al., Nature 446, 782 (2007)]。然而，量子动力学过程对激子传递效率的相关性在很大程度上尚不清楚。在此，我们发展了一个理论框架，用于在 Lindblad 形式体系内研究与热浴相互作用的分子阵列能量传递动力学中的量子干涉效应。为此，我们将连续时间量子行走推广为从微观哈密顿量导出的 Liouville 空间中的非幺正且依赖于温度的动力学。通过能量传递效率及其敏感性的通用度量，探索了相干和退相干过程的不同物理效应。特别地，我们证明了对于 FMO 复合体，自由哈密顿量与环境中的热涨落之间的有效相互作用导致能量传递效率从约 70% 显著增加到 99%。