On olemassa hypoteesi tai melko monia hypoteeseja, joiden mukaan aivomme ei ole mitään muuta kuin biokemiallinen kvantitietokone. Nämä ajatukset perustuvat oletukseen, että tietoisuus on selittämätöntä klassisen mekaniikan tasolla ja selitettävissä vain kvanttimekaniikan, superpositioilmiöiden, kvanttien takertumisen ja muiden kanssa. Kalifornian Santa Barbaran yliopiston tutkijat päättivät sarjan kokeiden avulla selvittää, ovatko aivomme todella kvantitietokoneet.
Ensi silmäyksellä saattaa tuntua, että tietokone ja aivot toimivat samalla tavalla - molemmat prosessoivat tietoja, voivat tallentaa sen, tehdä päätöksiä ja käsitellä myös tulo- ja lähtöliittymiä. Aivojen tapauksessa nämä rajapinnat ovat aistimme, samoin kuin kyky hallita erilaisia esineitä, jotka eivät kuulu kehomme, esimerkiksi keinotekoiset proteesit.
Emme tiedä paljon aivojemme toiminnasta. Mutta on ihmisiä, jotka uskovat, että aivojemme erilaiset prosessit, joita ei voida selittää klassisella mekaniikalla, voidaan selittää kvantti mekaniikoilla. Toisin sanoen he uskovat, että kvanttimekaniikan näkökohdat, kuten takertuminen, superpositiikan ilmiö ja kaikki muut asiat, joihin kvanttifysiikka toimii, voivat todella hallita aivojemme toimintaa. Kaikki eivät tietenkään ole samaa mieltä tämän muotoilun kanssa, mutta tavalla tai toisella, tutkijat päättivät tarkistaa sen.
"Jos kysymykseen aivojen kvanttiprosesseista vastataan myönteisesti, se johtaa todelliseen vallankumoukseen ymmärryksessämme ja ihmisen aivojen toiminnan ja kognitiivisten kykyjen hoidossa", sanoo Mat Helgeson Kalifornian yliopiston Santa Barbarasta ja yhdestä ryhmän jäsenistä. osallistunut tähän tutkimukseen.
Jotkut perusteoriat. Kvanttilaskennan maailmassa kaikki noudattaa kvanttimekaniikkaa, mikä selittää maailmankaikkeuden pienimpien esineiden käyttäytymisen ja vuorovaikutuksen - kvantitasolla, jossa klassisen fysiikan sääntöjä ei sovelleta. Yksi kvanttilaskennan pääpiirteistä on ns. Kvittien (kvanttibittien) käyttö tallennusvälineenä. Toisin kuin tavallisissa biteissä, joita käytetään tavallisissa tietokoneissa ja jotka edustavat binaarikoodia "nolla" ja "yksi" muodossa, kvbitit voivat samanaikaisesti hankkia sekä nollan että yhden arvot, toisin sanoen olla ns. Superpositiossa, joka edellä mainittiin.
Edellä esitetyn perusteella kvantitietokoneet lupaavat uskomattoman potentiaalin tietokonelaskennassa, mikä antaa sinun selviytyä tehtävistä (mukaan lukien tiede), joihin jopa tehokkaimmat, mutta samalla tavalliset tietokoneet eivät kykene.
Mitä tulee Kalifornian yliopiston tutkijoiden uuteen tutkimukseen, joka on alkamassa, sen tarkoituksena on löytää "aivokyky".
Yksi "normaalien" kvbiittien pääpiirteistä on, että ne vaativat hyvin alhaisen lämpötilan ympäristön, joka lähestyy absoluuttista nollaa, mutta tutkijoiden mielestä tätä sääntöä ei välttämättä sovelleta ihmiskehossa mahdollisesti oleviin qubitteihin.
Mainosvideo:
Osana yhtä tulevista kokeista tutkijat yrittävät selvittää, onko mahdollista tallentaa kvbittiä atomin ytimen spiniin, ei sitä ympäröivien elektronien joukkoon. Erityisesti tutkimuksen kohteena tulisi olla tutkijoiden mukaan fosforiatomit - eliöissämme oleva aine -, joka kykenee pelaamaan biokemiallisten kappaleiden roolia.
"Huolellisesti eristetyt ytimen spinnit voivat tallentaa ja mahdollisesti käsitellä kvantitietoja tuntikausia tai enemmän", kertoo yksi tutkimuksen osanottajista, Matthew Fisher.
Muissa kokeissa tutkijat haluavat tarkastella deherenssipotentiaalia, joka syntyy kvittien välisten sidosten katkeamisen seurauksena. Tämän prosessin aikana itse kvanttijärjestelmä alkaa näyttää klassisia piirteitä, jotka vastaavat ympäristössä saatavilla olevaa tietoa. Toisin sanoen kvanttijärjestelmä alkaa sekoittua tai takertua ympäristöön. Jotta aivomme voidaan katsoa kvantitietokoneeksi, siinä on oltava järjestelmä, joka suojaa biologisia kvitejämme tältä deherenssiltä.
Toisen kokeen tehtävänä on mitokondrioiden tutkiminen - solun alayksiköt, jotka vastaavat aineenvaihdunnastamme ja energiansiirrosta kehossamme. Tutkijat spekuloivat, että näillä organelleilla voi olla merkittävä rooli kvanttien kiinnittymisessä ja että ne voivat olla kvanttiyhteydessä neuronien kanssa.
Yleensä hermosolujen välittäjät (aktiiviset kemikaalit, jotka kuljettavat sähkökemiallisia impulsseja) neuronien ja synaptisten yhteyksien välillä voivat luoda toisiinsa kytkettyjä kvanttiverkkoja aivoihimme. Fischer ja hänen tiiminsä haluavat testata tämän yrittämällä toistaa tällaista järjestelmää laboratorioympäristössä.
Kvanttilaskentaprosessit, jos niitä todella esiintyy aivoissamme, auttavat meitä selittämään ja ymmärtämään sen salaperäisimpiä toimintoja, esimerkiksi sen kykyä siirtää muistia lyhytaikaisesta pitkäaikaiseen, tai tulevat lähemmäksi sellaisten kysymysten ymmärtämistä, mistä tietoisuutemme todella tulee., tietoisuus ja tunteet.
Kaikki tämä on erittäin korkeaa tasoa, erittäin monimutkaista fysiikkaa yhdessä biokemian kanssa, joten kukaan täällä ei takaa, että pystymme saamaan kaikki vastaukset yllä oleviin kysymyksiin. Vaikka käy ilmi, että emme ole vielä saavuttaneet vaadittua tasoa, jonka avulla voimme vastata kysymykseen siitä, onko aivomme kvanttitietokone, suunniteltu tutkimus voi auttaa suuresti ymmärtämään, kuinka monimutkaisimmat ihmisen elimet toimivat.
Nikolay Khizhnyak