植物是大自然中固有的太陽能電池，因?yàn)樗芡ㄟ^光合作用將陽光轉(zhuǎn)化成能量。所有的光合作用生物均利用自身細(xì)胞中的蛋白質(zhì)“觸須”捕捉陽光，將其轉(zhuǎn)化成不同量子態(tài)的能量，然后將能量引至細(xì)胞反應(yīng)中心——扮演重要角色的起動分子。起動分子能在釋放電子的同時使細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)轉(zhuǎn)化不斷進(jìn)行。然而這些“觸須”必須在太陽能捕捉和能量運(yùn)輸之間尋找一個平衡點(diǎn)，想要做到這一點(diǎn)并不容易。它們的表面積既要夠?qū)挻笠员悴蹲阶銐虻奶柲鼙ＷC植物健康生長，同時又不能過大而影響其將能量運(yùn)輸至細(xì)胞反應(yīng)中心的能力。
這種能量的傳輸與物理中的量子力學(xué)有相通之處。根據(jù)量子力學(xué)的原理，能量以不同的量子狀態(tài)存在，而不同狀態(tài)的量子狀態(tài)可以疊合存在并相互影響，適時地增加或減少相應(yīng)的狀態(tài)，以使傳輸效率達(dá)到最高。而如果“觸須”捕捉到的太陽能經(jīng)過精心計(jì)算被分解成疊合存在的不同量子狀態(tài)，相互促進(jìn)，那么太陽能傳輸至反應(yīng)中心的效率就會達(dá)到近100%。
加利福尼亞大學(xué)一位名為穆罕·沙羅法的化學(xué)家的最新研究表明，某一類型綠色光合細(xì)菌體內(nèi)的某些“觸須”就能實(shí)現(xiàn)太陽能近100%的傳輸效率。而這些高效傳導(dǎo)“觸須”旁的其他“觸須”的功能則是將太陽能分解成不同的量子態(tài)，相互疊合并相互纏結(jié)。
此外，多倫多大學(xué)的化學(xué)家喬治·休勒斯在即將發(fā)表的研究中表示，一種海生的藻類也使用了類似的太陽能轉(zhuǎn)換方法。有趣的是，存在于細(xì)胞體內(nèi)的量子態(tài)生命力較強(qiáng)，即使在室溫或復(fù)雜的生物系統(tǒng)中也能生存較長時間。相比而言，在物理實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的量子實(shí)驗(yàn)中，即使是最輕微的干擾也會破壞量子疊合（或量子態(tài)）。
研究人員表示，既然植物中的能量也以量子態(tài)存在，那么更好地了解微生物學(xué)與量子信息學(xué)這兩門學(xué)科就非常有必要，它將有可能為人類帶來“生物量子”太陽能電池，實(shí)現(xiàn)太陽能近100%的轉(zhuǎn)化效率。
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