在生物体系中，质子传递反应的发生非常普遍。质子的转移和传递在很多生物化学反应过程中(例如光合作用、糖代谢)起着关键作用。我们将主要研究在生物体系的质子传递过程中振动模的耦合，氢键的作用和受限水(confined water)溶剂的影响。我们将从量子力学和量子动力学的第一性原理出发进行系统研究。在应用已有的量子统计动力学理论方法的同时，我们还将发展QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics)与量子统计结合的动力学方法。此外，我们也拟采用近年来新兴的基于随机方法的量子统计动力学方法。通过模型研究可以帮助我们获得清楚的物理图像；以小分子作为模型体系，模拟生物大分子质子传递过程中的某些特性将有利于具体问题具体研究；研究的目标体系是一些生物大分子，通过理论模拟质子传递反应微观动力学过程，数值计算体系随时间的演化，给出反应机理和相互作用的物理阐释。