آیا مغز انسان مانند یک کامپیوتر کوانتومی کار می‌کند؟

آیا تا به حال به اسرارآمیزترین کارکردهای مغز مثل آگاهی، احساسات و حافظه بلندمدت فکر کرده‌اید؟ دانشمندان دراین‌باره به یک پاسخ محتمل رسیده‌اند: کوانتوم کامپیوتینگ.

این امکان وجود دارد که توانایی‌های پیشرفته مغز انسانی ما مثل پردازش اطلاعات و تصمیم‌گیری، از محاسبات کوانتومی نشأت بگیرند. این دانشمندان بر این باورند که در هم تنیدگی و برهم‌نهی کوانتومی ممکن است رخدادی مداوم در مغز ما باشد و می‌تواند به خوبی توضیحی بر عملکرد فوق سریع و پیچیده مغز باشد. اگر این موضوع مورد تائید قرار بگیرد، می‌تواند درک ما را از کارکردهای داخلی مغز افزایش داده و به درمان‌های پزشکی کمک کند.

برای کسانی که اطلاع ندارند باید گفت که محاسبات کوانتومی یا همان کوانتوم کامپیوتینگ بر اساس قوانین پایه مکانیسم‌های کوانتومی بوده که می‌تواند جهان ما را در کوچک‌ترین سطح اتمی توضیح دهد، یعنی جایی که قوانین فیزیک کلاسیک پاسخگو نیستند.

در کامپیوترهای کلاسیک داده‌ها به صورت 0 و 1 ذخیره می‌شوند، اما در کامپیوترهای کوانتومی این داده‌ها توسط کیوبیت‌هایی که می‌توانند هم‌زمان هر دو مقدار 0 و 1 را بپذیرند جایگزین می‌شوند. حال دانشمندان در تلاش هستند که حضور این کیوبیت‌ها را در مغز تشخیص دهند.

اگرچه کیوبیت‌ها برای کارکرد به دمای خیلی پایین احتیاج دارند، اما ممکن است شرایط و فعل و انفعالاتی در ماده گرم و مرطوب خاکستری مغز ما وجود داشته باشد که اجازه رخ دادن محاسبات کوانتومی را بدهد.

تمرکز این تحقیق همچنین بر آن است تا تشخیص بدهد که می‌توان کیوبیت‌ها را به جای اینکه اطراف الکترون‌ها ذخیره کرد در چرخش‌های هسته‌ای یا اتمی در هسته اتم‌ها ذخیره کرد یا خیر. اتم‌های فسفر که در بدن ما به وفور یافت می‌شوند می‌توانند به منزله کیوبیتی بیوشیمیایی باشند.

اگر مغز واقعاً یک کامپیوتر کوانتومی باشد، باید راهی برای محافظت از کیوبیت‌های بیولوژیکی ما از دکوهیرینس باشد. جایی که درهم تنیدگی کوانتومی شروع به شکستن می‌کند.

Quantum decoherence پروسه‌ای است که در آن رفتار یک سیستم از چیزی که می‌توان توسط سازوکارهای کوانتوم توضیح داد به چیزی که می‌توان توسط سازوکارهای کلاسیک توضیح داد تغییر می‌کند.

درست مانند کامپیوترهای کوانتومی، شاید مغز ما هم بتواند شبکه‌های بهم پیوسته کوانتومی را از طریق انتقال‌ دهنده‌های عصبی و آزادسازی‌های سیناپسی ایجاد کنند. متیو فیشر (Mathew Fischer) از دانشگاه کالیفرنیا به همراه تیمش آزمایشی انجام خواهند داد تا چنین شرایط مغزی‌ای را شبیه‌سازی کرده و پرده از اسرار آن بردارند.

با اینکه هیچ‌گونه تضمینی وجود ندارد که این آزمایشات جواب‌هایی که ما به دنبال آن هستیم را به دست بدهند، اما این مطالعه قطعاً به واضح‌تر شدن کارکرد پیچیده‌ترین عضو ما کمک خواهد کرد.