世界各地的各种研究小组已经表明，这种高效的能量传输与量子力学现象有关。然而，直到现在，没有人直接观察到这种量子传输机制在室温下工作的可能影响。

在发表在“科学”杂志上的一篇文章中，来自ICFO-光子科学研究所的研究人员与格拉斯哥大学的生物化学家合作，首次能够在环境条件下证明能量转移的量子机制使植物合成更多面对环境影响而健壮。负责的量子现象，称为相干性，表现在所谓的光合天线蛋白质中，其负责吸收太阳光和能量传递到光合作用的光化学反应中心。

为了观察光合作用中的量子效应，由NiekvanHulst领导的研究小组开发了一种开创性的实验技术。光合作用期间的能量传递非常快并且以分子规模发生。为了观察这些过程，他们将超快光谱技术推向了单分子极限。这包括发送超快速的飞秒闪光灯以捕获光吸收后各个天线蛋白状态的高速“图片”系列(在一个飞秒光线中仅传播人类头发直径的百分之一，而在一秒内它从地球到月球旅行)。通过这些“快照”，研究人员能够了解太阳能是如何通过单一蛋白质传输的。“我们已经能够观察到能量通过阳光吸收光合系统如何以前所未有的空间和时间分辨率流动。这使我们能够观察到量子效应在环境条件下对光合作用的基本作用“该出版物的第一作者RichardHildner解释道。

VanHulst和他的小组已经评估了单独但化学上相同的天线蛋白的能量转运途径，并且已经证明每种蛋白质使用不同的途径。最令人惊讶的发现是，由于环境条件的变化，单个蛋白质内的运输路径可能随时间而变化，显然适应最佳效率。“这些结果表明，连贯性是国家叠加的真正量子效应，有助于维持生物系统的高水平运输效率，即使在它们因环境影响而调整其能量传输途径时，”vanHulst说。

结果提出了引人入胜的问题。是否利用进化驱动光合作用中的量子效应来实现非凡的效率，换句话说，量子运输是否在进化过程中胜过其他机制?还有其他生物过程中量子效应起着重要作用吗?在光捕获蛋白质的情况下，量子输送允许极端的输送能量效率和稳健性。这一发现可能会产生新的研究路线，旨在开发新一代太阳能电池，模仿这些量子相干以实现有效的能量转移。