Vedci Chcú Zistiť, či Sme Kvantové Počítače - Alternatívny Pohľad

Vedci Chcú Zistiť, či Sme Kvantové Počítače - Alternatívny Pohľad
Vedci Chcú Zistiť, či Sme Kvantové Počítače - Alternatívny Pohľad
Anonim

Existuje hypotéza alebo skôr veľa hypotéz, podľa ktorých náš mozog nie je nič viac ako biochemický kvantový počítač. Tieto myšlienky sú založené na predpoklade, že vedomie je nevysvetliteľné na úrovni klasickej mechaniky a dá sa vysvetliť iba pomocou postulátov kvantovej mechaniky, javov superpozície, kvantového zapletenia a ďalších. Vedci z Kalifornskej univerzity v Santa Barbare sa pomocou série experimentov rozhodli zistiť, či je náš mozog skutočne kvantovým počítačom.

Na prvý pohľad sa môže zdať, že počítač aj mozog fungujú rovnako - informácie o procesoch môžu tieto informácie ukladať, prijímať rozhodnutia a zaoberať sa aj vstupnými a výstupnými rozhraniami. V prípade mozgu sú týmito rozhraniami naše zmysly, ako aj schopnosť ovládať rôzne objekty, ktoré nie sú súčasťou nášho tela, napríklad umelé protézy.

O tom, ako funguje náš mozog, toho veľa nevieme. Existujú však ľudia, ktorí veria, že rozmanitosť procesov v našom mozgu, ktoré nemožno vysvetliť klasickou mechanikou, možno vysvetliť pomocou kvantovej mechaniky. Inými slovami sa domnievajú, že aspekty kvantovej mechaniky, ako je zapletenie, fenomén superpozície, a všetky ostatné veci, na ktorých kvantová fyzika pracuje, môžu skutočne riadiť, ako fungujú naše mozgy. Samozrejme, nie každý súhlasí s touto formuláciou, ale tak či onak sa vedci rozhodli vyskúšať si ju.

„Ak bude odpoveď na otázku kvantových procesov v mozgu pozitívne, povedie to k skutočnej revolúcii v našom chápaní a liečbe funkcií ľudského mozgu a kognitívnych schopností,“hovorí Mat Helgeson z kalifornskej univerzity Santa Barbara a jeden z členov tímu. zapojený do tejto štúdie.

Niektoré základné teórie. Vo svete kvantového počítania sa všetko riadi kvantovou mechanikou, ktorá vysvetľuje správanie a interakcie najmenších objektov vo vesmíre - na kvantovej úrovni, kde sa pravidlá klasickej fyziky neuplatňujú. Jednou z kľúčových vlastností kvantového výpočtu je použitie takzvaných qubitov (kvantových bitov) ako pamäťového média. Na rozdiel od bežných bitov, ktoré sa používajú v bežných počítačoch a ktoré predstavujú binárny kód vo forme "núl" a "jedničiek", môžu qubity súčasne získať hodnoty nula aj jedna, to znamená, že sú v takzvanej superpozícii, ktorá bola uvedená vyššie.

Na základe vyššie uvedeného kvantové počítače sľubujú v počítačovej technike neuveriteľný potenciál, ktorý vám umožní zvládnuť úlohy (vrátane vedeckých), ktoré nedokážu zvládnuť ani tie najsilnejšie, ale zároveň bežné počítače.

Pokiaľ ide o novú štúdiu vedcov z University of California, ktorá sa má začať, bude zameraná na nájdenie „mozgových qubits“.

Jednou z hlavných čŕt „normálnych“qubitov je to, že vyžadujú prostredie s veľmi nízkymi teplotami, ktoré sa blížia k absolútnej nule, ale vedci naznačujú, že toto pravidlo sa nemusí vzťahovať na qubity, ktoré môžu byť v ľudskom tele.

Propagačné video:

V rámci jedného z nadchádzajúcich experimentov sa vedci pokúsia zistiť, či je možné ukladať qubity vnútri rotácie atómového jadra a nie medzi elektróny, ktoré ho obklopujú. Predmetom výskumu by podľa vedcov mali byť predovšetkým atómy fosforu - látka obsiahnutá v našich organizmoch, schopné hrať úlohu biochemických qubits.

„Starostlivo izolované točenia jadier môžu ukladať a prípadne spracovávať kvantové informácie niekoľko hodín alebo dlhšie,“hovorí jeden z účastníkov štúdie, Matthew Fisher.

V ďalších experimentoch sa vedci chcú pozrieť na potenciál dekherencie, ku ktorej dochádza v dôsledku prerušenia väzieb medzi vtákmi. V priebehu tohto procesu sa samotný kvantový systém začína prejavovať klasickými vlastnosťami, ktoré zodpovedajú informáciám dostupným v prostredí. Inými slovami, kvantový systém sa začína miešať alebo zaplietať do prostredia. Aby bol náš mozog považovaný za kvantový počítač, musí mať systém, ktorý by ochránil naše biologické qubity pred týmto odleskom.

Úlohou ďalšieho experimentu bude štúdium mitochondrií - bunkových podjednotiek zodpovedných za náš metabolizmus a prenos energie v našom tele. Vedci predpokladajú, že tieto organely môžu hrať významnú úlohu pri kvantovom zapletení a majú kvantovú prepojenosť s neurónmi.

Vo všeobecnosti môžu neurotransmitery (aktívne chemikálie, ktoré prenášajú elektrochemické impulzy) medzi neurónmi a synaptickými spojeniami vytvárať v mozgu vzájomne prepojené kvantové siete. Fischer a jeho tím to chcú vyskúšať tak, že sa pokúsia replikovať takýto systém v laboratórnom prostredí.

Procesy kvantového počítania, ak sú skutočne prítomné v našom mozgu, nám pomôžu vysvetliť a porozumieť jeho najzáhadnejším funkciám, napríklad jeho schopnosť prenášať pamäť z krátkodobého na dlhodobé, alebo sa priblížiť k pochopeniu otázok, odkiaľ naše vedomie skutočne pochádza., vedomie a emócie.

To všetko je veľmi vysoká úroveň, veľmi zložitá fyzika spolu s biochémiou, takže nikto tu nezaručí, že budeme schopní získať všetky odpovede na vyššie uvedené otázky. Aj keď sa ukáže, že sme ešte nedosiahli požadovanú úroveň, ktorá nám umožní odpovedať na otázku, či sú naše mozgy kvantovým počítačom, plánovaný výskum by mohol výrazne prispieť k pochopeniu toho, ako funguje najzložitejší ľudský orgán.

Nikolay Khizhnyak