آیا ما رایانه های کوانتومی هستیم؟
ممکن است مغز ما انسان‌ها قادر به انجام محاسبات کوانتومی پیشرفته باشد. اکنون دانشمندان در حال انجام یک سری آزمایشات جامع هستند تا از چند و چون کار سر در بیاورند. رایانه‌ها و مغزها کارکردهای نسبتا مشابهی دارند: هر دو اطلاعات را پردازش کرده و تصمیم‌گیری می کنند و با ورودی‌ها و خروجی‌ها سر و کار دارند. اما به باور برخی از دانشمندان، پیچیدگی مغز فقط می تواند با مکانیک کوانتومی توضیح داده شود.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
تاریخ : سه شنبه 1397/02/11 ساعت 10:10
زینب شاه مرادی - مرکز یادگیری تبیان
به گزارش بیگ بنگ، به دیگر سخن، پدیده‌هایی نظیر درهم تنیدگی کوانتومی و برهم‌نهی رویدادهایی عادی در درون مغز ما هستند. البته هیچکس نمی تواند با قطعیت تمام در این زمینه پاسخ بدهد، ولی ما درصدد یافتن پاسخی مناسب هستیم. «مت هالگسون» محققی از دانشگاه کالیفرنیا، سانتاباربارا می گوید: «اگر تایید شود که فرایندهای کوانتومی در مغز به وقوع می پیوندند، می تواند تحولی عظیم در درک کارکرد مغز و شناخت انسان به وجود آورد.»
اگر آشنایی چندانی با دنیای محاسبات کوانتومی ندارید، باید بدانید که این محاسبات بر پایۀ ایده‌های مکانیک کوانتومی قرار دارد؛ وقتی قوانین فیزیک کلاسیک دیگر کارساز واقع نمی شوند، روش‌های توضیح جهان در کوچکترین مقیاس‌های اتمی توسط مکانیک کوانتومی عرضه می شود. حیاتی‌ترین بخش محاسبات کوانتومی که باید بدانید این است که چرا کیوبیت‌ها جایگزین بیت‌های معمولی یا کلیدهای روشن و خاموش رایانه‌های کلاسیک می شوند. به پاس ایده برهم‌نهی، کیوبیت‌ها می توانند همزمان ۱ ثانیه و صفر ثانیه باشند. بر طبق فرضیه برهم‌نهی، یک شیء کوانتومی می تواند حداقل تا زمانی که اندازه‌گیری نشده است، بطور همزمان در چندین حالت قرار داشته باشد. یعنی محاسبات کوانتومی از پتانسیل بیشتری در مقایسه با رایانه‌های امروزی برای ایجاد شبکه‌های پردازش بسیار پیچیده برخوردار است. لذا زمینه برای فائق آمدن بر دشوارترین مسائل در علم فراهم می آید.
بگذارید به بررسی بدن انسان بازگردیم. تحقیقات جدیدی که قرار است به زودی وارد مرحله اجرایی شود، به شکار کیوبیت در مغز خواهد پرداخت. کیوبیت‌ها معمولا در دماهای بسیار پایین عمل می کنند، اما شاید راه‌هایی در اندام‌های خیس و گرم ما وجود داشته باشد. یکی از آزمایش‌های آینده این مسئله را بررسی خواهد کرد که آیا امکان ذخیره‌سازی کیوبیت‌ها در اسپین‌های هسته اتم وجود دارد یا خیر. اتم‌های فسفر که در بدن ما هستند می توانند به عنوان کیوبیت‌های زیست شیمی عمل کنند. «متیو فیشر» محقق و یکی از اعضای تیم می گوید: «اسپین‌های هسته‌ای که به خوبی ایزوله شده باشند می توانند اطلاعات کوانتومی را در مقیاس چند و یا بیشتر ذخیره کنند.»
سایر آزمایشات به بررسی پتانسیل واهمدوسی خواهند پرداخت. در فاز محاسباتی یک عملیات کوانتومی، کوچک ترین اغتشاش در سیستم کوانتومی باعث قطع شدن محاسبات کوانتومی می شود که به این فرایند واهمدوسی می گویند. یک رایانه کوانتومی در فاز محاسباتی باید از تمامی تداخل‌های خارجی دور نگه داشته شود. برای اینکه مغز انسان مانند رایانه‌های کوانتومی عمل کند، باید روشی برای حفاظت مغز در برابر واهمدوسی وجود داشته باشد. در آزمایشی دیگر، میتوکندری مورد بررسی قرار می گیرد.
میتوکندری مسئول سوخت و ساز و ارسال پیام‌هایی به بخش‌های مختلف بدن است. احتمال دارد این اندامک‌ها نقش مهمی را در درهم‌تنیدگی کیوبیت ایفا کنند. به عبارت دیگر، انتقال دهنده های عصبی می توانند شبکه‌های جفت کوانتومی در مغز ایجاد نمایند، مثل یک رایانه کوانتومی. فیشر و تیمش در آزمایشگاه این کار را انجام خواهند داد. فرایندهای محاسبات کوانتومی می توانند به ما کمک کنند تا اسرارآمیزترین کارکردهای مغز را توضیح داده و درک کنیم. البته هیچ تضمینی وجود ندارد که این آزمایشات بتوانند به مسائل ما پاسخ بدهند. ما کارکرد سلول‌های عصبی را با پیشرفته‌ترین فناوری از جهات مختلف مورد کاوش قرار خواهیم داد.
منبع: http://bigbangpage.com
به گزارش بیگ بنگ، به دیگر سخن، پدیده‌هایی نظیر درهم تنیدگی کوانتومی و برهم‌نهی رویدادهایی عادی در درون مغز ما هستند. البته هیچکس نمی تواند با قطعیت تمام در این زمینه پاسخ بدهد، ولی ما درصدد یافتن پاسخی مناسب هستیم. «مت هالگسون» محققی از دانشگاه کالیفرنیا، سانتاباربارا می گوید: «اگر تایید شود که فرایندهای کوانتومی در مغز به وقوع می پیوندند، می تواند تحولی عظیم در درک کارکرد مغز و شناخت انسان به وجود آورد.»
اگر آشنایی چندانی با دنیای محاسبات کوانتومی ندارید، باید بدانید که این محاسبات بر پایۀ ایده‌های مکانیک کوانتومی قرار دارد؛ وقتی قوانین فیزیک کلاسیک دیگر کارساز واقع نمی شوند، روش‌های توضیح جهان در کوچکترین مقیاس‌های اتمی توسط مکانیک کوانتومی عرضه می شود. حیاتی‌ترین بخش محاسبات کوانتومی که باید بدانید این است که چرا کیوبیت‌ها جایگزین بیت‌های معمولی یا کلیدهای روشن و خاموش رایانه‌های کلاسیک می شوند. به پاس ایده برهم‌نهی، کیوبیت‌ها می توانند همزمان ۱ ثانیه و صفر ثانیه باشند. بر طبق فرضیه برهم‌نهی، یک شیء کوانتومی می تواند حداقل تا زمانی که اندازه‌گیری نشده است، بطور همزمان در چندین حالت قرار داشته باشد. یعنی محاسبات کوانتومی از پتانسیل بیشتری در مقایسه با رایانه‌های امروزی برای ایجاد شبکه‌های پردازش بسیار پیچیده برخوردار است. لذا زمینه برای فائق آمدن بر دشوارترین مسائل در علم فراهم می آید.
بگذارید به بررسی بدن انسان بازگردیم. تحقیقات جدیدی که قرار است به زودی وارد مرحله اجرایی شود، به شکار کیوبیت در مغز خواهد پرداخت. کیوبیت‌ها معمولا در دماهای بسیار پایین عمل می کنند، اما شاید راه‌هایی در اندام‌های خیس و گرم ما وجود داشته باشد. یکی از آزمایش‌های آینده این مسئله را بررسی خواهد کرد که آیا امکان ذخیره‌سازی کیوبیت‌ها در اسپین‌های هسته اتم وجود دارد یا خیر. اتم‌های فسفر که در بدن ما هستند می توانند به عنوان کیوبیت‌های زیست شیمی عمل کنند. «متیو فیشر» محقق و یکی از اعضای تیم می گوید: «اسپین‌های هسته‌ای که به خوبی ایزوله شده باشند می توانند اطلاعات کوانتومی را در مقیاس چند و یا بیشتر ذخیره کنند.»
سایر آزمایشات به بررسی پتانسیل واهمدوسی خواهند پرداخت. در فاز محاسباتی یک عملیات کوانتومی، کوچک ترین اغتشاش در سیستم کوانتومی باعث قطع شدن محاسبات کوانتومی می شود که به این فرایند واهمدوسی می گویند. یک رایانه کوانتومی در فاز محاسباتی باید از تمامی تداخل‌های خارجی دور نگه داشته شود. برای اینکه مغز انسان مانند رایانه‌های کوانتومی عمل کند، باید روشی برای حفاظت مغز در برابر واهمدوسی وجود داشته باشد. در آزمایشی دیگر، میتوکندری مورد بررسی قرار می گیرد.
میتوکندری مسئول سوخت و ساز و ارسال پیام‌هایی به بخش‌های مختلف بدن است. احتمال دارد این اندامک‌ها نقش مهمی را در درهم‌تنیدگی کیوبیت ایفا کنند. به عبارت دیگر، انتقال دهنده های عصبی می توانند شبکه‌های جفت کوانتومی در مغز ایجاد نمایند، مثل یک رایانه کوانتومی. فیشر و تیمش در آزمایشگاه این کار را انجام خواهند داد. فرایندهای محاسبات کوانتومی می توانند به ما کمک کنند تا اسرارآمیزترین کارکردهای مغز را توضیح داده و درک کنیم. البته هیچ تضمینی وجود ندارد که این آزمایشات بتوانند به مسائل ما پاسخ بدهند. ما کارکرد سلول‌های عصبی را با پیشرفته‌ترین فناوری از جهات مختلف مورد کاوش قرار خواهیم داد.
منبع: http://bigbangpage.com
