复杂生物开放系统中的量子相干控制

项目名称： 复杂生物开放系统中的量子相干控制

项目编号： No.11404061

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 叶赛云

作者单位： 福州大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 量子相干性使量子系统远优于其相应的经典系统。这奇异的性质，起初被认为：不会存在于温热潮湿嘈杂的生物系统中，因为那里强烈的噪声扰动无时不在。但是，近年来实验上观测到的长时间振荡，表明量子相干：可能存在于光合作用生物系统中，并且其加快了能量传输的效率。这迅速掀起了：理论与实验上对量子生物学的探索，尤其光合作用与鸟类的导航领域。本课题的出发点是：探究是否在长期的自然演化中，生物早已学会利用：起源于量子相干的非寻常效应，来优化生理功能。我们将集成多维耦合相干态与其他数值模拟方法：(1)阐释光合作用系统中，内在的电子自由度与蛋白质环境间的相互作用机制—在非微扰与非马科夫的中间耦合区域；(2)揭示可能存在的量子相干效应，以及（具有丰富特征的）生物环境可能带来的功能上的优化；(3)将有利的环境反馈机制，作为研发人工仿生光采集器件的设计原理。希望最终的结果是：自然界早已利用了量子效应，只是未被我们发现。

中文关键词： 开放系统；量子生物；光合作用系统；耦合相干态；量子相干

英文摘要： Quantum coherence plays a fundamental and vital role to make quantum systems greatly outperform their classical counterparts. This intriguing feature was first thought not to survive in the warm, wet and noisy biological environments, due to their strong

英文关键词： open quantum systems；quantum biology；photosynthetic light-harvesting system；coupled coherent states；quantum coherence