幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直在探索人腦的計(jì)算和思考機(jī)制。但人腦的構(gòu)成太過(guò)復(fù)雜，包含幾百億個(gè)神經(jīng)元，相當(dāng)于上萬(wàn)億塊芯片，我們很難一探究竟。

因?qū)诙吹难芯控暙I(xiàn)而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的羅杰·彭羅斯曾大膽地提出「量子意識(shí)」觀點(diǎn)，即人腦本身就是量子結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)是量子計(jì)算機(jī)。但這一觀點(diǎn)一直備受質(zhì)疑。

近期都柏林圣三一大學(xué)的一項(xiàng)研究表明我們的大腦執(zhí)行的是量子計(jì)算，該研究認(rèn)為人腦中存在與意識(shí)相關(guān)的大腦功能介導(dǎo)的糾纏。如果這些大腦功能必須以非經(jīng)典的方式運(yùn)作，那么這意味著意識(shí)是非經(jīng)典的，即大腦的認(rèn)知過(guò)程涉及量子計(jì)算。

論文地址：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2399-6528/ac94be

研究團(tuán)隊(duì)主要成員、都柏林大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所 (TCIN) 首席物理學(xué)家 Christian Kerskens 博士介紹說(shuō)：「我們的思路是從證明量子引力存在開(kāi)始的。如果已知一個(gè)量子系統(tǒng)，與未知系統(tǒng)相互作用，并且已知系統(tǒng)糾纏在一起，那么未知系統(tǒng)也一定是一個(gè)量子系統(tǒng)?！惯@種方法讓該研究避開(kāi)了為一無(wú)所知的東西尋找測(cè)量設(shè)備這一難點(diǎn)。

大腦進(jìn)行量子計(jì)算也可以解釋為什么我們?cè)诓豢深A(yù)見(jiàn)的情況、決策或?qū)W習(xí)新事物方面能勝過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)。我們來(lái)看一下這個(gè)研究是怎么進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析的。

研究概述

brain water 是指大腦中自然存在的流體，該研究使用 brain water 的質(zhì)子自旋作為已知系統(tǒng)。質(zhì)子自旋可以使用磁共振成像（MRI）來(lái)測(cè)量，然后使用特定的 MRI 設(shè)計(jì)來(lái)尋找糾纏自旋，該研究發(fā)現(xiàn) MRI 信號(hào)類似于心跳誘發(fā)電位。

然而，基于多量子相干（MQC）的核磁共振無(wú)法檢測(cè)到大腦中的誘發(fā)腦電信號(hào)，因?yàn)檫@些信號(hào)與任何經(jīng)典的核磁共振信號(hào)都沒(méi)有相關(guān)性，該研究猜想這說(shuō)明大腦中存在量子糾纏。

Kerskens 博士說(shuō)：「如果量子糾纏是唯一可能的解釋，那么這意味著大腦的思考過(guò)程必須與核自旋相互作用，調(diào)節(jié)核自旋之間的糾纏。因此，我們進(jìn)一步推斷出大腦在做量子計(jì)算?！?/span>

該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果將進(jìn)一步做更多的證明工作，這可能需要先進(jìn)的多學(xué)科方法。除了幫助我們認(rèn)識(shí)大腦的工作原理，人們還將利用更深層的研究發(fā)現(xiàn)構(gòu)建更先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)。