量子科技中心_量科网

许多生物体能够利用量子力学效应来获得独特的生物学优势。在植物中，光合作用通过量子相干性实现了接近100%的能量传递效率。随着实验技术的进步，二维电子光谱技术可以揭示系统内部的相干性和耦合等动态过程，在研究光合作用能量传递中发挥着重要作用。理论方面，广义布洛赫-雷德菲尔德理论和运动等级方程等方法被用于模拟光合系统。作为一种高效低复杂度的研究手段，量子模拟也在多平台上推动了光合作用研究的进展。近年来，一系列研究将量子相干性引入人工系统以提升能量传递效率，为设计具有高效能量传输的相干器件奠定了基础。鸟类可利用微弱地磁场与自旋依赖的化学反应实现方向辨别，动物导航的理论框架包括磁铁矿机制、磁感应受体基因和自由基对机制等，导航的量子模拟研究也在多平台取得进展。受动物导航启发，多种量子效应被应用于提升传感能力及支撑导航任务。本文系统综述了光合作用与鸟类导航中量子相干性的研究进展，以及相关理论方法、量子模拟手段和量子相干器件的研究成果。