天然光捕获系统：解开量子谜题

在天然光捕获系统中， specialized 生物天线复合物对光子的吸收、电荷分离、激子形成以及能量转移至局域反应中心等一系列量子事件，最终实现了太阳能向化学能的转化。这些过程的一个显著特征是，激发能从受光照的蛋白复合物位点转移到反应中心的效率极高（$>$ 95\%）。在交织的生物分子网络结构系统内，激发传播的高速度尚未在人工光捕获复合物中得以复制。解开自然量子谜题的线索可能在于对光合作用复合物电子光谱中观测到的长寿命相干性的观察，这种相干性可持续数皮秒，甚至存在于嘈杂的环境浴中。高能传播速率与量子相干性强度之间的确切关联性质在很大程度上仍未解决。本综述介绍了量子理论的最新进展，并将信息论方面与生物分子系统中的光合作用光捕获过程联系起来。文章考察了各种试图确定生物分子系统光捕获活动所产生的相干特征 underlying 过程的尝试，特别强调了非马尔可夫性、Zeno 机制、量子隐形传态、量子可预测性以及多部分子态等因素对生物分子系统量子动力学的影响。此外，还讨论了量子热力学原理以及基于代理的建模和模拟方法如何增进我们对天然光合作用系统的理解。