Det är en hypotes, eller snarare en uppsättning av hypoteser, enligt vilket vår hjärna är inte som andra, som biokemiska kvantdator. I kärnan av dessa idéer ligger antagandet att medvetandet är oförklarlig om nivån i klassisk mekanik och kan förklaras endast med deltagande av postulat av kvantmekaniken, fenomen för överlagring, quantum entanglement och andra. Forskare från University of California i Santa Barbara genom en serie experiment jag bestämde mig för att ta reda på om hjärnan är en kvantdator.
Vid första anblicken kan det verka som om datorn och hjärnan fungerar på samma sätt – både bearbeta information, det går inte att hålla det, fatta beslut och handskas med gränssnitt för in-och utmatning. I fall av hjärnan dessa gränssnitt är våra sinnen och förmåga att hantera olika objekt som inte är en del av vår kropp, såsom konstgjorda proteser.
Vi vet inte mycket om hur vår hjärna fungerar. Men det finns människor som tror att den mångfald av processer i vår hjärna, som inte kan förklaras ur synvinkel av klassisk mekanik kan förklaras ur kvantmekaniken. Med andra ord, de tror att de delar av kvantmekaniken, som quantum entanglement, fenomenet superposition och alla andra saker som på grundval av vilka verk som kvantfysiken, faktiskt kan styra det arbete som processer i vår hjärna. Naturligtvis håller inte alla med denna formulering, men antingen sätt, forskarna bestämde sig för att kolla upp det.
“Om frågan om kvantmekaniska processer i hjärnan, kommer att finna ett positivt svar, kommer det att leda till en verklig revolution för vår förståelse och behandling av hjärnans funktion och kognitiva förmågor, säger Matt Helgeson från University of California Santa Barbara och en av de gruppmedlemmar som deltar i studien.
Lite grundläggande teori. I världen av quantum computing, allt lyder kvant-mekanik, gör det möjligt att förklara beteenden och interaktioner av de minsta objekten i Universum — på den kvantmekaniska nivån, där reglerna för den klassiska fysikens. En av de viktigaste funktionerna i quantum computing är att använda så kallade qubits (stora bitar) som informationsbärare. Till skillnad från vanliga bitar som används i konventionella datorer representerar binära “nollor” och “enheter”, qubits samtidigt kan förvärva värdena noll och ett, som är, att vara i den så kallade superposition, som nämndes ovan.
Förutsatt att ovanstående, som kvantdatorer lovar en stor potential i datorberäkningar, vilket gör det möjligt att hantera de problem (inklusive i science) som inte klarar av även de mest kraftfulla, men vanliga datorer.
Som ny studie har forskare från University of California, som är på väg att börja, det kommer att vara inriktad på att hitta “hjärnan qubits”.
En av de viktigaste funktionerna i en “normal” qubits är att deras arbete kräver en miljö med mycket låga temperaturer som närmar sig den absoluta nollpunkten, men de forskare föreslår att denna regel kan inte tillämpas på qubits, som kan existera i den mänskliga kroppen.
I en av de framtida experiment ska forskarna försöka att ta reda på om det är möjligt att lagra qubits inne i spinn av atomkärnan och inte de elektroner som omger det. I synnerhet syftet med studien kommer att vara fosforatomer av de ämnen som finns i våra kroppar, enligt forskarna, som klarar av att spela rollen av biokemiska qubits.
“Väl isolerade snurrar i atomkärnor kan lagra och möjligt att hantera quantum information för timmar, eller ännu längre,” säger en av deltagarna i studien, Matthew Fisher.
I andra experiment har forskarna vill titta på den potential av dekoherens som uppstår som en följd av störningar mellan qubits. Under denna process flesta av kvant-system börjar dyka upp klassiska funktioner som motsvara den information som finns i miljön. Med andra ord, den kvantmekaniska system startar en blandning eller i en intrasslad med miljön. För att vår hjärna kan betraktas som en kvantdator, det måste vara ett system som skulle skydda vår biologiska qubits från decoherence detta.
Målet för ett experiment som kommer att studera mitokondrier, cellens subenheter som är ansvarig för vår ämnesomsättning och överföring av energi i vår kropp. Forskarna visar att dessa organeller kan spela en betydande roll i quantum entanglement och quantum har relation med nervceller.
I Allmänhet, de signalsubstanser (kemiska verksamma ämnen, med hjälp av vilken överföringen av elektrokemiska impulser mellan nervceller och synaptiska anslutningar kan vara att skapa i vår hjärna som det gemensamma quantum nätverk. Fisher och hans team vill testa, försöka återge ett sådant system i laboratoriet.
Processen av quantum computing, om de verkligen är närvarande i vår hjärna, kommer att hjälpa oss att förklara och förstå de mest mystiska av dess funktioner, till exempel, dess förmåga att överföra minne från korta till långa sikt, eller att komma närmare att förstå frågor om var det verkligen kommer från vårt medvetande, medvetande och känslor.
Dessa är alla mycket hög nivå, mycket komplexa fysik, tillsammans med biokemi, så att ingen här kommer att se till att vi kommer att kunna få alla svar på ovanstående frågor. Även om det visar sig att vi har ännu inte nått den önskade nivån, vilket skulle göra det möjligt för oss att besvara frågan om hjärnan är en kvantdator, den planerade studien kan ge ett stort bidrag till förståelsen av hur det mest komplexa av mänskliga organ.
Forskarna vill ta reda på om vi är kvantdatorer
Nikolai Khizhnyak