什么是激⼦凝聚激⼦是由电⼦和空⽳（电⼦空缺）配对⽽形成的准粒⼦，它们可以在固体材料中传递能量。激⼦是玻⾊⼦，也就是说，它们遵循玻⾊-爱因斯坦统计，可以占据同⼀个量⼦态。当温度⾜够低或者激⼦密度⾜够⾼时，许多激⼦可以凝聚到⼀个相⼲的量⼦态中，形成激⼦凝聚体。这种现象类似于玻⾊-爱因斯坦凝聚，也就是我们熟知的超流和超导现象的原理。
激⼦凝聚体具有⾮常特殊的性质，其中之⼀就是能够实现⽆摩擦的能量传输，也就是说，激⼦可以在材料中⾃由地流动，⽽不受任何阻碍或损耗。这对于寻找⾼效的能源转换和利⽤系统具有重要的意义，但是实现激⼦凝聚并不容易，因为激⼦通常寿命很短，很容易通过复合⽽衰变。⽬前已知能够产⽣激⼦凝聚体的材料有限，⽽且通常需要在极端的条件下（如低温、⾼磁场、⾼纯度等）才能观察到。
光合作⽤中的能量传输
与此相反，⾃然界中存在着⼀种在常温下实现⾼效能量传输的机制，那就是光合作⽤。光合作⽤是⽣物体将光能转化为化学能的过程，其中⼀个关键步骤是光捕获复合物对光⼦的吸收和转移。光捕获复合物由⼀系列⾊素分⼦组成，每个⾊素分⼦可以吸收特定波⻓的光，并将其转化为电⼦激发态。这些电⼦激发态可以在⾊素分⼦之间进⾏跃迁，形成⾊素分⼦间的激⼦。最终，这些激⼦会被反应中⼼捕获，并触发⼀系列化学反应，将光能转化为化学能。
光合作⽤中的能量传输⾮常⾼效，在某些情况下甚⾄可以达到近乎100%的效率。这种⾼效的能量传输是如何实现的呢？科学家们已经发现，光合作⽤中的能量传输并不是简单的经典跃迁，⽽是涉及到量⼦相⼲效应。也就是说，⾊素分⼦间的激⼦可以处于叠加态，同时存在于多个可能的路径上。这样，激⼦就可以通过量⼦隧穿或者量⼦⼲涉等⽅式，更快地找到最优的传输路径，从⽽提⾼能量传输的效率和速度。
这种量⼦相⼲效应在常温下是很难保持的，因为会受到环境的扰动和噪⾳的影响，但是光合作⽤中的光捕获复合物却能够利⽤⼀些特殊的机制，如⾊素分⼦的排列、振动和保护等，来维持⼀定程度的量⼦相⼲。
激⼦凝聚类似的能量传输放⼤那么，光合作⽤中的能量传输和激⼦凝聚有什么关系呢？这就是最近发表的⼀篇论⽂要探讨的问题。
作者提出了⼀个假设：在光合作⽤中，是否存在⼀种激⼦凝聚类似的机制，可以放⼤能量传输中的激⼦数量，从⽽增强能量传输的效率和速度？为了验证这个假设，作者采⽤了⼀个光合作⽤中最简单也最常⽤的模型系统，即Fenna-Matthews Olson（FMO）复合物。FMO复合物是⼀种存在于绿⾊硫细菌中的光捕获复合物，由七个⾊素分⼦组成，每个⾊素分⼦可以⽤⼀个量⼦⽐特来描述。
作者在这个模型的基础上，引⼊了⼀个新的因素，考虑每个⾊素分⼦内部的电⼦关联。也就是说，每个⾊素分⼦不再是⼀个简单的量⼦⽐特，⽽是由多个量⼦⽐特组成的⼀个多体系统。这样，每个⾊素分⼦就可以有多种激发态，⽽不仅仅是基态和单激发态。作者通过数值模拟，研究了这种电⼦关联对能量传输的影响。
作者发现，在考虑电⼦关联的情况下，能量传输中出现了⼀种激⼦凝聚类似的放⼤效应，也就是说，在某些条件下，激⼦的数量会超过初始激发的光⼦的数量，从⽽增加了能量传输的强度。这种放⼤效应是通过粒⼦-空⽳约化密度矩阵（RDM）来观察的。RDM是⼀种描述多体系统中部分粒⼦之间关联的数学⼯具，可以⽤来计算系统的⼀些物理量，如能量、熵等。
粒⼦-空⽳RDM是⼀种特殊的RDM，它描述了系统中存在的粒⼦和空⽳之间的关联，也就是激⼦的关联。作者发现，在考虑电⼦关联的情况下，粒⼦-空⽳RDM中出现了⼀些⾮零对⻆元素，这意味着系统中存在着多个激⼦，并且它们处于相同的量⼦态，类似于激发⼦凝聚体。作者进⼀步分析了这种激⼦凝聚类似的放⼤效应的特点和影响因素。
他们发现，这种放⼤效应是随着能量传输的动⼒学⽽演化的，并且受到⾊素分⼦间和⾊素分⼦内部的纠缠的影响。在考虑电⼦关联的情况下，⾊素分⼦间和⾊素分⼦内部都会产⽣⼀定程度的纠缠，并且这些纠缠会影响激⼦凝聚类似的放⼤效应的⼤⼩和性质。此外，初始激发模型（即选择哪些⾊素分⼦作为初始激发源）和每个⾊素分⼦包含的量⼦⽐特数量也会影响放⼤效应。最后，作者还探讨了如何调节⾊素分⼦内部的耦合强度来优化能量传输的速率。
他们发现，在考虑电⼦关联的情况下，通过改变⾊素分⼦内部不同量⼦⽐特之间的耦合强度，可以显著地提⾼能量传输到反映中⼼的速率，并且存在⼀个最佳耦合强度，可以使能量传输速率达到最⼤值。在这个最佳耦合强度下，能量传输速率可以⽐不考虑电⼦关联的情况下提⾼近100%。