量子世界是一个十分奇怪的世界。在理论上，和在某种程度的实践中，它的原则要求一个粒子可以同时出现在两个地方——这是一种被称为叠加的矛盾现象——两个粒子可以发生“纠缠”，通过某种未知的机制在任意大的距离上共享信息。
对于量子奇特的属性来说，最知名的事例应当就是薛定谔的猫了，薛定谔的猫是1935年欧文·薛定谔设计的一个思想实验。那位瑞典化学学家构想，一只猫被置于一个装有潜在致命放射性物质的袋子里，这么依照量子热学的奇怪定理量子纠缠 通讯，它是如何以既死又活的叠加形式(起码在袋子被打开，袋子里的情况被观察到之前是这样的)存在的呢?
虽然这个概念看上去离我们很遥远，但它早已在量子尺度上被无数次实验验证过。但是，扩大到表面上看上去更简单、更直观的宏观世界的话，事情就不一样了。没有人见过一颗星体、一颗行星或一只猫处于量子叠加状态或处于量子纠缠状态。并且自从20世纪初量子理论的最初产生以来，科学家们就始终想晓得微观世界和宏观世界到底在那里分界。量子领域到底能有多大，它能不能大到足以让其最奇特的方面亲昵地、明确地影响到生物?在过去的20年里，量子生物学这个新兴领域仍然在找寻这样的问题的答案，她们提出并进行了关于生物体的实验，以探求量子理论的极限。
这种实验早已形成了吸引人但不确定的结果。诸如，去年早些时侯，研究人员展示了光合作用的过程(生物体借助光来制造食物的过程)可能涉及到一些量子效应。动物的导航方法或我们的味觉的工作方法也表明量子效应可能以不同寻常的形式在生物体内发生。但这种充其量只是半只手指走入了量子世界。到目前为止，还没有人成功地诱导整个生命体(甚至是单细胞真菌)来展示量子效应，例如量子纠缠或量子叠加状态。
因而，牛津学院的一组科学家发表的一篇新论文现今造成了一些人的关注，由于它声称真菌与光子(光的粒子)发生了成功的量子纠缠。这项研究由量子化学学家基娅拉•马莱托()主持，并于10月发表在《物理通讯刊物》(of)上。该研究剖析了利兹学院(of)的戴维•科尔斯(DavidColes)及其朋友在2016年进行的一项实验。在那次实验中，Coles和他的朋友将几百个光合红色硫真菌隔离在两个穿衣镜之间，之后逐步将穿衣镜之间的缝隙缩小到几百纳米(还不到人类毛发的长度)。通过在穿衣镜之间反射白光，研究人员希望使病菌内的光合分子与腔体结合或互相作用，本质上这意味着真菌会不断地吸收、发射和重新吸收反射的光子。实验成功了;以这些方法结合的真菌多达六个。
但是，和她的朋友觉得这些真菌不仅仅与腔体结合了在一起。在她们的剖析中，她们展示了在实验中形成的能量特点可以与真菌的光合系统与腔内的光纠缠一致。从本质上看，个别光子虽然同时在真菌内撞击和缺位光合分子——这是纠缠的标志。她说：“我们的模型表明，这些被记录出来的现象是光和真菌内部一定程度的自由之间纠缠在一起的讯号。”
来自牛津学院的特里斯坦·法罗()是这项研究的专著者，他说，这是首次在生物体禅修察到这些效应。他说：“如果你乐意这样想的话，这其实对于证明我们正在朝着‘薛定谔的真菌’方向前进来说特别重要。”它还暗示了另一个在自然中出现的量子生物学潜在事例：红色硫真菌生活在深海中，那儿的生命之光的缺少甚至可能剌激量子热学的生物进化适应以推动光合作用。
但是，对于这些有争议的说法量子纠缠 通讯，有许多警告。首当其冲，这个实验中量子纠缠的证据是间接的，取决于人们怎么解释光线从腔体包围的真菌中穿过和穿出。和她的朋友也承认，一个没有量子效应的精典模型也可以解释实验结果。并且，光子并不属于精典范畴——它们属于量子范畴。但是，一个更现实的“半精典”模型(用牛顿精典热学解释真菌，药量子力学解释光子)却无法再现科尔斯和他的朋友在实验室中观察到的实际结果。这表明量子效应在光和真菌中都起作用。IBM蒙特利尔研究实验室(IBM)的量子估算研究员詹姆斯•伍顿(James)并没有参与研究，但他表示：“这有点间接，但我觉得这是由于她们只是在严格排除可能性，并避免过多地宣称发觉。”
另一个警告：真菌和光子的能量是一起被检测的，而不是被独立检测的。英国代尔夫特理工学院(Delftof)的西蒙•格罗布拉切尔(Simon)没有参与这项研究，但他表示“似乎有某种量子效应在起作用，”他说，“但是……通常假如我们演示纠缠的时侯，你必须独立地检测这两个数据”来否认它们之间的量子关联是真实的。
虽然存在这种不确定性，但对许多专家来说，量子生物学从理论到现实的转变只是时间的问题，而不是是否的问题。在过去几六年的实验室实验中，生物系统外的分子无论是被单独检测还是共同检测，它们都表现出过量子效应，因而，在真菌内甚至在我们的身体内找寻类似分子的量子效应在理论上来说合乎情理。但是，在人类和其他小型多细胞生物中，这些分子量子效应应当被平均到无足轻重的程度——但它们在小得多的真菌中显示下来的有意义的表现也不会太令人惊讶。“就对于(这一发觉)有多么令人费解来说，我有点困扰，”格罗布拉切说。“但若果你能在真实的生物中展示这一点的话，那虽说是令人激动的。”
一些研究小组，包括由和领导的研究小组，希望能进一步研究这种看法。设计了一项实验，可以把一种称作昂然植物的大型水生植物置在一个叠加状态中，因为昂然植物有百倍大的容积，这个提议实验比使病菌和光形成量子纠缠要困难得多。正在找寻改进真菌实验的方式;今年，他和他的朋友们希望可以令两个真菌形成量子纠缠，而不是只与光形成量子纠缠。“长期的目标才是基础和基本的，”说。“这关乎到理解现实的本质，以及量子效应在生物功能上是否存在效用，从根本上说，一切都是量子的，”他补充道，抒发出了对量子效应在生物体中作用的疑问。
很有可能，“自然选择早已为生命系统提供了自然借助量子现象的方式”，强调，比如上面提及的真菌在缺少光的深海中进行光合作用的反例。但要弄清事情的真相，则须要从小处着手。这项研究仍然在逐步地向宏观实验靠拢，近来的一项实验成功地使数百万个原子纠缠在一起。就能证明构成生物的分子具有有意义的量子效应——即使只是为了微不足道的目的——都将会是关键的下一步。通过探求这个量子热学和精典热学的边界，科学家们可以更接近于理解宏观量子意味着哪些，假如确实存在宏观量子的话。
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