科學(xué)家證明，某些能利用量子效應(yīng)優(yōu)化自身光合作用的藻類同時(shí)具備關(guān)閉光合作用的功能。該發(fā)現(xiàn)將有助于開發(fā)高效的有機(jī)太陽能電池以及量子設(shè)備。

一些有機(jī)體就像量子計(jì)算機(jī)一樣能夠掃描所有可能選項(xiàng)并迅速選出最優(yōu)運(yùn)行路徑或解決方法，而對(duì)綠色植物和一些光合藻類來說，意思就是它們能最大限度利用所吸收的能量，并將這些能量從綠葉處完美轉(zhuǎn)移供應(yīng)自身所需。這個(gè)效應(yīng)稱作量子退相干，它能夠保證一些藻類在極弱光條件下生存。

最近，澳洲新南威爾士大學(xué)物理學(xué)院的科學(xué)家研究了其中一種單細(xì)胞藻類，叫做隱藻。這種藻一般生長(zhǎng)在水底深處或者冰層底部，那里的光線幾乎為零?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，有一類隱藻的量子退相干是處于關(guān)閉狀態(tài)的，這是因?yàn)槟硞€(gè)基因的突變，改變了捕光蛋白的形狀。

在量子力學(xué)中，當(dāng)所有量子波節(jié)拍一致時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)處于連貫狀態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)連貫時(shí)，它便可以同時(shí)存在于許多不同的狀態(tài)中，此為疊加。

研究人員運(yùn)用X光衍射晶體分析法檢測(cè)了三個(gè)不同種類隱藻的捕光復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，其中有兩個(gè)品種發(fā)生了突變，致使編碼時(shí)有額外的氨基酸插入，因此改變了蛋白質(zhì)復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，破壞了退相干。

下一步，科學(xué)家將會(huì)檢測(cè)退相關(guān)的開啟與關(guān)閉是否有助于藻類的生存，此外，隨著研究的不斷深入，該發(fā)現(xiàn)最終將有利于有機(jī)太陽能電池以及量子設(shè)備的技術(shù)革新。

研究詳情可參閱美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上“單氨基酸殘基插入改變了隱藻捕光蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)與激子狀態(tài)”一文。