北京
机器之心报道
机器之心编辑部
都柏林圣三一大学的科学家们认为，我们的大脑会做量子计算。
几十年来，科学家们一直在探索人脑的计算和思考机制。但人脑的构成太过复杂，包含几百亿个神经元，相当于上万亿块芯片，我们很难一探究竟。
因对黑洞的研究贡献而获得诺贝尔物理学奖的罗杰·彭罗斯曾大胆地提出「量子意识」观点，即人脑本身就是量子结构，或者说是量子计算机。但这一观点一直备受质疑。
近期都柏林圣三一大学的一项研究表明我们的大脑执行的是量子计算，该研究认为人脑中存在与意识相关的大脑功能介导的纠缠。如果这些大脑功能必须以非经典的方式运作，那么这意味着意识是非经典的，即大脑的认知过程涉及量子计算。
论文地址：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2399-6528/ac94be
研究团队主要成员、都柏林大学神经科学研究所 (TCIN) 首席物理学家 Christian Kerskens 博士介绍说：「我们的思路是从证明量子引力存在开始的。如果已知一个量子系统，与未知系统相互作用，并且已知系统纠缠在一起，那么未知系统也一定是一个量子系统。」这种方法让该研究避开了为一无所知的东西寻找测量设备这一难点。
大脑进行量子计算也可以解释为什么我们在不可预见的情况、决策或学习新事物方面能胜过超级计算机。我们来看一下这个研究是怎么进行实验和分析的。
研究概述
brain water 是指大脑中自然存在的流体，该研究使用 brain water 的质子自旋作为已知系统。质子自旋可以使用磁共振成像（MRI）来测量，然后使用特定的 MRI 设计来寻找纠缠自旋，该研究发现 MRI 信号类似于心跳诱发电位。
然而，基于多量子相干（MQC）的核磁共振无法检测到大脑中的诱发脑电信号，因为这些信号与任何经典的核磁共振信号都没有相关性，该研究猜想这说明大脑中存在量子纠缠。
Kerskens 博士说：「如果量子纠缠是唯一可能的解释，那么这意味着大脑的思考过程必须与核自旋相互作用，调节核自旋之间的纠缠。因此，我们进一步推断出大脑在做量子计算。」
该团队的研究结果将进一步做更多的证明工作，这可能需要先进的多学科方法。除了帮助我们认识大脑的工作原理，人们还将利用更深层的研究发现构建更先进的量子计算机。
参考链接：https://phys.org/news/2022-10-brains-quantum.html
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