Naukowcy chcą dowiedzieć się, czy jesteśmy komputerów kwantowych

Istnieje hipoteza, a raczej wiele hipotez, według których nasz mózg jest nie co innego, jak biochemicznego kwantowy komputer. Na podstawie tych pomysłów leży założenie o tym, że świadomość niewytłumaczalny na poziomie mechaniki klasycznej i może być wyjaśnione tylko z udziałem postulatów mechaniki kwantowej, zjawiska superpozycji, kwantowej zaangażowanie i innych. Naukowcy z uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara poprzez serię eksperymentów postanowili dowiedzieć się — czy naprawdę nasz mózg jest kwantowym komputerem.

Na pierwszy rzut oka może wydawać się, że komputer i mózg pracują tak samo – oba przetwarzają te informacje, mogą ją zachować, podejmują decyzje, a także mają do czynienia z interfejsami wejścia i wyjścia. W przypadku mózgu tymi interfejsami działają nasze narządy zmysłów, a także zdolność do zarządzania różnymi obiektami nie będącymi częścią naszego ciała, na przykład, sztuczne protezy.

Wielu rzeczy nie wiemy o tym, jak działa nasz mózg. Ale są ludzie, którzy uważają, że różnorodność procesów pracy naszego mózgu, którego nie da się wyjaśnić z punktu widzenia mechaniki klasycznej, można wyjaśnić z punktu widzenia mechaniki kwantowej. Innymi słowy, są przekonani, że takie aspekty mechaniki kwantowej, jak kwantowa zaangażowanie, zjawisko superpozycji i wszystkie inne rzeczy, na podstawie których działa fizyka kwantowa, w rzeczywistości mogą zarządzać procesami pracy naszego mózgu. Oczywiście, nie wszyscy zgadzają się z takim sformułowaniem, ale tak czy inaczej naukowcy postanowili to sprawdzić.

"Jeśli chodzi o kwantowych procesów zachodzących w mózgu, znajdzie pozytywny odzew, to doprowadzi do prawdziwej rewolucji w naszym rozumieniu i leczeniu funkcji mózgu i zdolności poznawcze człowieka", — mówi Matt Хелгесон z uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara i jeden z członków zespołu, zajmującej się tym badaniem.

Trochę podstawowej teorii. W świecie kwantowych obliczeń wszystko podlega mechaniki kwantowej, która pozwala wyjaśnić zachowanie i interakcje najbardziej maleńkich obiektów we Wszechświecie — na poziomie kwantowym, w którym nie obowiązują zasady fizyki klasycznej. Jedną z kluczowych funkcji kwantowych obliczeń jest korzystanie z tak zwanych kolekcjonerzy (kwantowych bitów) jako nośnika informacji. W odróżnieniu od zwykłych bitów, które są używane w komputerach i stanowią kod binarny w postaci "zer" i "jedynek", pozdrawiamy mogą jednocześnie kupować wartości i zera i jedynki, czyli znajdować się w tzw. superpozycji, która wspominano wyżej.

Jeśli pochodzą z powyższego, to komputery kwantowe obiecują po prostu niesamowity potencjał w obliczeniach komputerowych, który pozwoli poradzić sobie z zadaniami (w tym i w nauce), do których nie są w stanie nawet najbardziej wydajne, ale przy tym zwykłe komputery.

Co się tyczy nowego badania naukowców z uniwersytetu Kalifornijskiego, która właśnie się zaczyna, to zostanie ono skierowane na poszukiwanie "fal mózgowych kolekcjonerzy".

Jedną z głównych cech "zwykłych" kolekcjonerzy jest to, że ich praca wymaga środa z bardzo niską temperaturą zbliżoną do zera absolutnego, jednak naukowcy sugerują, że zasada ta może nie dotyczyć pozdrawiamy, które mogą znajdować się w organizmie człowieka.

W ramach jednego z przyszłych eksperymentów naukowcy postarają się dowiedzieć, czy można przechowywać pozdrawiamy wewnątrz spin jądra atomowego, a nie wśród elektronów, które go otaczają. W szczególności przedmiotem badania będą musiały być atomy fosforu — substancje zawarte w naszych organizmach, — zdaniem naukowców, które mogą odgrywać rolę biochemicznych kolekcjonerzy.

"Dokładnie na białym tle spiny jąder mogą być przechowywane i, być może, przetwarzanie informacji kwantowej w ciągu godzin lub nawet więcej czasu", — mówi jeden z uczestników badania, Matthew Fisher.

W ramach innych eksperymentów naukowcy chcą spojrzeć na potencjał декогеренции, która następuje w wyniku naruszenia więzi między кубитами. Podczas przebiegu tego procesu u najniższej kwantowej systemu zaczynają się pojawiać klasyczne cechy, które są zgodne z informacji dostępnych w środowisku. Innymi słowy, kwantowa system zaczyna mieszać lub ręcznikiem z otoczeniem. Aby nasz mózg można było traktować jako kwantowego komputera, to musi być system, który pozwala chronić nasze biologiczne pozdrawiamy od tej декогеренции.

Zadanie jeszcze jednego eksperymentu będzie badanie mitochondriów – komórkowych podjednostek, odpowiedzialnych za nasz metabolizm i przepływ energii wewnątrz naszego organizmu. Naukowcy sugerują, że te organelle mogą odgrywać istotną rolę w kwantowej zaangażowanie i posiadać kwantowej komunikacji z neuronami.

W ogóle neuroprzekaźniki (aktywne substancje chemiczne, z pomocą których następuje przeniesienie impulsów elektrochemicznych) między neuronami i synaptic związku, być może, tworzą w naszym mózgu połączone kwantowe sieci. Fisher i jego zespół chcą to sprawdzić, próbując odtworzyć takiego systemu w warunkach laboratoryjnych.

Procesów kwantowych obliczeń, jeśli są one naprawdę są obecne w naszym mózgu, pomogą nam wyjaśnić i zrozumieć najbardziej tajemnicze jego funkcji, na przykład, jego zdolność tłumaczyć pamięci krótkotrwałej w długotrwałą, lub zbliżyć się do rozumiem pytań o to, skąd właściwie biorą się naszeświadomość, świadomość i emocje.

Wszystko to jest bardzo wysoki poziom, bardzo skomplikowana fizyka, wraz z biochemią, więc tutaj nikt nie zagwarantuje, że będziemy mogli uzyskać odpowiedzi na powyższe pytania. Nawet jeśli okaże się, że nie osiągnęły jeszcze odpowiedniego poziomu, który pozwolił nam odpowiedz na pytanie o to, czy nasz mózg jest kwantowym komputerem, zaplanowane badania mogą wnieść ogromny wkład w zrozumienie tego, jak działa najbardziej złożony narząd człowieka.