Quantum entanglement in photosynthetic light-harvesting complexes
Mohan Sarovar1,2, Akihito Ishizaki2,3, Graham R. Fleming2,3 K. Birgitta Whaley1
Light-harvesting components of photosynthetic organisms are complex, coupled, many-body quantum systems, in which electronic coherence has recently been shown to survive for relatively long timescales, despite the decohering effects of their environments. Here, we analyse entanglement in multichromophoric light-harvesting complexes, and establish methods for quantification of entanglement by describing necessary and sufficient conditions for entanglement and by deriving a measure of global entanglement. These methods are then applied to the Fenna–Matthews–Olson protein to extract the initial state and temperature dependencies of entanglement. We show that, although the Fenna–Matthews–Olson protein in natural conditions largely contains bipartite entanglement between dimerized chromophores, a small amount of long-range and multipartite entanglement should exist even at physiological temperatures. This constitutes the first rigorous quantification of entanglement in a biological system. Finally, we discuss the practical use of entanglement in densely packed molecular aggregates such as light-harvesting complexes.
Волновой геном еще и еще раз. Пока не поймём (№11)
08 Июль 2010 07:05 #362
На пост 357 Для Шуры Оловянного..
Естественно, скучно.. , но не только же Вы этим займетесь... надеюсь что и старший ефрейтор над гусарами под ником Инквизитор и другие граждане страны Знаний и Науки , тоже не злым тихим словом обмолвятся .... школьные студенческие знания вспомнят ... может кому то это и пригодится ...
Dephasing assisted transport: Quantum networks and biomolecules
M B Plenio 1,2,4 and S F Huelga
Transport phenomena are fundamental in physics. They allow for information and energy to be exchanged between individual constituents of communication systems, networks or even biological entities. Environmental noise will generally hinder the efficiency of the transport process. However, and contrary to intuition, there are situations in classical systems where thermal fluctuations are actually instrumental in assisting transport phenomena. Here we show that, even at zero temperature, transport of excitations across dissipative quantum networks can be enhanced by local dephasing noise. We explain the underlying physical mechanisms behind this phenomenon and propose possible experimental demonstrations in quantum optics. Our results suggest that the presence of entanglement does not play an essential role for energy transport and may even hinder it. We argue that Nature may be routinely exploiting dephasing noise and show that the transport of excitations in simplified models of light harvesting molecules does benefit from such noise assisted processes. These results point toward the possibility for designing optimized structures for transport, for example in artificial nanostructures, assisted by noise
Волновой геном еще и еще раз. Пока не поймём (№11)
08 Июль 2010 07:10 #364
Чукча не из Сибири написал(а):
На пост 357 Для Шуры Оловянного..Естественно, скучно.. , но не только же Вы этим займетесь... надеюсь что и старший ефрейтор над гусарами под ником Инквизитор и другие граждане страны Знаний и Науки , тоже не злым тихим словом обмолвятся .... школьные студенческие знания вспомнят ... может кому то это и пригодится ...
Enhanced quantum entanglement in the non-Markovian dynamics of biomolecular excitons
M. Thorwarta, b, , , J. Eckelb, J.H. Reinac, P. Nalbacha and S. Weiss
We show that quantum coherence of biomolecular excitons is maintained over exceedingly long times due to the constructive role of their non-Markovian protein-solvent environment. Using a numerically exact approach, we demonstrate that a slow quantum bath helps to sustain quantum entanglement of two pairs of Frster coupled excitons, in contrast to a Markovian environment. We consider the cross-over from a fast to a slow bath and from weak to strong dissipation and show that a slow bath can generate robust entanglement. This persists to surprisingly high temperatures, even higher than the excitonic gap and is absent for a Markovian bath.
Волновой геном еще и еще раз. Пока не поймём (№11)
08 Июль 2010 07:57 #368
Бука злейший написал(а):
ум не терпит неволи!
борьба родит героев!
Свобода Юрию Деточкину !
Герою - достойная награда !
Пятилетку - за три дня !
Догоним и перегоним !
Спирт двойной перегонки - массам !
Заполяризуем неполяризуемое !!!
Три генома под килем !!!
Волновой геном еще и еще раз. Пока не поймём (№11)
08 Июль 2010 13:51 #377
В связи с невероятными способностями осьминога Пауля считаю необходимым начать дискуссию по наличию кватовой сцепленности между геномом осьминога и человека за счет которой и возможны предсказания результатов футбольных матчей. Как сами понимаете - такая научная задача под силу только нашему форуму. Также считаю необходимым пригласить прессу для освещения хода дискуссии в этой теме.
Первый фильм из нового цикла, сенсационный научный детектив Гены против нас У Иисуса Христа было 23 хромосомы..., Вода имеет память!, Нацисты скрываются в Антарктиде, Никола Тесла взорвал Тунгусский метеорит - сколько раз мы слышали нечто подобное, а иногда - еще более невероятное, с телевизионных экранов? Кандидат биологических наук Павел Лобков возвращается на НТВ с новым проектом, в котором будет противостоять около- и псевдонауке, а зачастую - абсолютной антинауке и мракобесию, царящим на российском телевидении. Жанр, который на нашем телевидении незаслуженно предан забвению, когда-то стыдливо именовался научно-популярным. В том смысле, что просто научно - это непонятно, поэтому нужно обязательно разбавить науку чем-нибудь попроще, чтобы зритель не заскучал. Примерно то же самое делают в США с известными литературными произведениями - переиздают их в виде простеньких комиксов, потому что 600-страничный роман подавляющее большинство молодых американцев осилить уже не в состоянии. Но современная наука увлекательна сама по себе. И чем глубже и тщательнее исследуется тема, тем большим интересом отвечают зрители НТВ. Именно им - современным, активным, интересующимся окружающим миром - адресован новый проект НТВ. Павел Лобков, автор проекта: Как это ни странно, у меня научное прошлое. Когда-то я был генетиком. Потом - репортером, потом - политическим обозревателем. Конечно, все это время я читал научные новости и тихо завидовал своим западным коллегам, которые могут снимать об этом фильмы. Но года два назад что-то случилось. Почему-то статьи с передовой научного познания стали востребованы читателем, а научные или псевдонаучные фильмы - собирать такую же аудиторию, как слезливые сериалы. И я решил попробовать - сделать цикл фильмов о том, что волнует каждого: о гонке за долголетием, о том, как гены контролируют наше тело, как мы воюем с нашим мозгом, а он - с нами; какую невероятную роль сыграли эпидемии в человеческой истории.
Волновой геном еще и еще раз. Пока не поймём (№11)
08 Июль 2010 15:12 #380
Петр, зачем тратите время на поверхностные и несущественные музыкальные спектры биомолекул (даже не мШЭИ, поскольку происхождение последнего вызывает нешуточные сомнения)? Обычных настоящих ИК спектров должно быть вполне достаточно, чтобы вскрыть тайну, на которую замахнулсо было ЛВГ.
Волновой геном еще и еще раз. Пока не поймём (№11)
08 Июль 2010 15:25 #381
Quantrinas написал(а):
я про теорию струн, возможно, говорил. КХД - наука вполне конкретная.
Теория струн возникла как-бы из математики КХД, что подаёт надежды, но удалённость от эксперимента удручает. Если БАК ничего не найдёт, можно опускать занавес
или надеяться только на космологические наблюдения, контроль над которыми сильно ограничен. Унывать, однако, не стоит - бросим все усилия на мол. биологию и, натюрлих, на растерзание ЛВГ Петра
Волновой геном еще и еще раз. Пока не поймём (№11)
09 Июль 2010 03:29 #383
Хайдук написал(а):
пост #356 отдаёт обыкновенным бредом
А по подробнее нельзя бы ... там для особо одаренных даже цифири поставлены ... по каким пунктам и возражения более аргументированы если можете .. Вы же не полковник гусарский как Инквизитор .....тот кроме как молчать или слив других понятий не имеет ...
Волновой геном еще и еще раз. Пока не поймём (№11)
10 Июль 2010 00:39 #390
Vladimirovich написал(а):
Так мы услышим от mishabara понимание разницы между мШЭИ и порожденным ЭМ излучением?
Я думаю, что не стоит больше долбить и удручать Мишу
ввиду пренебрежимости вопроса. Гораздо важнее, что Миша пошёл по ложному следу вслед за блефом ув. Крыса про эффект Ааронова-Бома и прочие. Они с Петром не чувствуют, что классическое широкополосное излучение по Максвеллу из ДНК/РНК с трудом будет истекать, не говоря уже о дальнейших грезах про голографию на 7-белках клеточной оболочки/мембраны и прочие. Как-будто базовая физическая интуиция изменяет им и выводит на тупиковую дорогу
. Они облучают нарочитым источником ШЭИ, скажем, сперму Тертышного, однако в условиях клетки, in vivo, неоткуда взяться такому источнику. Дальше, Петр с Мишей воображают, что - протаранивая насквозь сперму бедного Тертышного - ШЭИ становится мШЭИ, но дэ факто никогда не продемонстрировали какие образы якобы запечатлены на этом, якобы промодулированном ДНК спермы бедного (чуть не помершего в результате) Тертышного ШЭИ. В дальнейшем это якобы мШЭИ якобы приводит к эффектам, соответствующим его якобы модуляции, однако якобы эффекты эти вызывают сильные подозрения в том, что скорее состряпаны в угоду горячих ожиданий и страстных желаний авторов заполучить подтверждение спекулятивной теории ЛВГ
Иначе идея Петра про аналогию между одномерной последовательностью нуклеотидов ДНК и одномерным текстом, скажем, романа Война и мир, неплохая, но скорее курьёзная и вряд ли плодотворная ввиду несопоставимых масштабов организации