光合作用光捕获中量子加速的极限
量子物理
2010-07-09 v2 生物物理
化学物理
摘要
有研究表明，光合作用光捕获复合物中的激发传输具有类似于量子算法中的加速现象。在此，我们比较了这些光捕获系统中的动力学与量子行走的动力学，以阐明此类量子加速的极限。对于绿色硫细菌的 Fenna-Matthews-Olson (FMO) 复合物，我们证明虽然确实存在短时间内的加速，但这种加速是短暂的（70 飞秒），尽管量子相干性持续更长时间（皮秒）。值得注意的是，这个时间尺度与退相干模型的细节无关。更一般地，我们表明光捕获复合物的显著特征不仅限制了量子加速的程度，还降低了扩散传输的速率。这些结果表明，生物系统中的量子相干效应是为效率或鲁棒性而优化的，而非为了更难以捉摸的量子加速目标。
引用
@article{arxiv.0910.1847,
title = {Limits of quantum speedup in photosynthetic light harvesting},
author = {Stephan Hoyer and Mohan Sarovar and K. Birgitta Whaley},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.1847},
year = {2010}
}
备注
9 pages, 6 figures. To appear in New Journal Physics, special issue on "Quantum Effects and Noise in Biomolecules." Updated to accepted version