Beyin Kuantum Bilgisayar mı? Yeni İçgörüler Bunun Olduğunu Söylüyor

Beyin Saat mi Yoksa Bilgisayar mı?

Bilinç, daha yüksek düşünce seviyeleri ve beynin nasıl çalıştığı bugün hala bir sırdır. Tarih boyunca insan aklının işleyişi görülmüştür. çeşitli benzetmeler yoluyla, genellikle zamanın en ileri teknolojisini kullanarak.

Eski Yunanlılar onu su saati olarak görüyorlardı. Daha sonraki düşünürler, önce vücut sıvılarının hareketiyle, sonra mekanik bir saatle, sonra da bir elektrik devresiyle çalıştırıldığına inandılar. Bugün onu, her bir nöronu bir çeşit biyolojik transistöre sahip, elektrik sinyalleriyle çalışan çok güçlü bir bilgisayar olarak görüyoruz.

Pratikte "biyolojik bilgisayar" da dahil olmak üzere bu açıklamaların hiçbiri beynin nasıl çalıştığını tam olarak açıklamamaktadır.

Örneğin, beynin hesaplama kapasitesi yalnızca 12-25 watt'lık elektrik gücüyle çalışır; bu, ancak bir LED ışığını çalıştırmaya yetecektir. Buna karşılık, Nvidia'nın yalnızca bir yapay zeka çipi, çok daha az "düşünme" kapasitesiyle 250-700 W tüketiyor.

Aynı zamanda, "daha fazla bilgi işlem gücünün" aslında LLM'lerin (Büyük Dil Modelleri) şu anda yaptığı gibi, sadece tahmin etmenin ötesine geçen karmaşık düşünceler ve soyut akıl yürütme üretmenin yanıtı olup olmadığı da belirsizdir.

Bu nedenle başka teoriler öne sürülmüştür, özellikle de bilincin ortaya çıkışından kuantum etkilerinin sorumlu olduğu yönünde.

Beyin Kuantum mudur?

Penrose'un Desteği

Beyin fonksiyonlarının ve bilincinin, kuantum dalga fonksiyonunun çökmesi gibi kuantum etkilerinden kaynaklandığını öne süren, "kuantum bilinci" adı verilen bir teori vardır.

Bu, parçacıkların eş zamanlı özellikler durumundan, tanımlı bir özelliğe sahip oldukları daha "normal" bir duruma geçtiği kuantum fiziğinin garip bir parçasıdır. Özellikle tarafından popüler hale getirildi Schrödinger'in kedisi kavramı.

Kaynak: Vikipedi

Kuantum bilinci teorisi, ünlü fizikçi Sir Roger Penrose tarafından savunulmuştur. Astrofizik ve kara deliklerin matematiksel modellenmesi alanındaki çalışmaları nedeniyle 2020 Nobel Fizik Ödülü.

Kaynak: Nobel Ödülü

Her ne kadar uzmanlık alanının dışında olsa da Penrose'un dünya çapında bir dahi olarak ünü bu fikre ilgi duyulmasını sağladı.

Mikrotübül Hesaplamaları

Penrose'un teorisi, hücrelerin "iskeletini" oluşturan, mikrotübül adı verilen nöronlardaki yapılara odaklanıyor. Bu yapılar, sonuçta bilinçle sonuçlanan hesaplamaların gerçekleştirilmesinde esastır. Bu fikir ilk yayınlanan 1996 yılında.

Kaynak: Bilinç Çalışmaları Merkezi, Arizona Üniversitesi

Bu teori aynı zamanda Genel anestezinin nasıl çalıştığını açıklamak neredeyse bir yüzyıldır kullanılmasına rağmen hala cevap bekleyen bir soru. Tübülindeki kuantum etkisini bozarak işe yarayacaktır., bilinci bloke ediyor ancak bilinçsiz beyin aktivitesini değil.

Ayrıca Sir Penrose'un bu 42 dakikalık videoda teorisini bizzat açıkladığını da izleyebilirsiniz:

eleştiriler

Kuantum hesaplamanın beyinde gerçekleşmesi fikri, bilim camiasının büyük bir kısmı tarafından anında eleştirildi. Asıl sorun, kuantum dolaşıklığının ve kuantum dalga fonksiyonunun çöküşünün yalnızca çok özel ortamlarda, genellikle saf elementler, vakum ve/veya çok düşük sıcaklıkta, genellikle mutlak sıfırın ancak birkaç derece üzerinde gözlemlenebilmesidir.

Bunlar aynı zamanda konuyla ilgili yazımızda da anlattığımız gibi şu anda kuantum bilgisayarlar için gerekli olan koşullardır: “Kuantum Bilişimin Mevcut Durumu anlayışının sonucu olarak, buzdolabında iki üç günden fazla durmayan küçük şişeler elinizin altında bulunur.

Organik bir beyin herhangi bir kuantum hesaplaması yapamayacak kadar sıcak ve fazla karmaşık bir ortam olacaktır.

Beyindeki Bir Dizi Kuantum Keşifleri

Organik maddenin karmaşık ortamında hiçbir kuantum olgusunun gerçekleşemeyeceği fikri giderek daha fazla sorgulanıyor.

Zaten kuşların kuzeye yerleşip göç etmelerini sağlayan manyetik duyularının böyle bir kuantum etkisine bağlı olduğundan şüpheleniyoruz.

Bu radikaller eninde sonunda reaksiyona girdiğinde sonuç, manyetik alanın gücüne ve yönüne bağlı olacaktır. Buradaki düşünce, kuşun, kuzeyi güneyden ayırmasını sağlayacak şekilde buna duyarlı olduğudur. Radikal çift elektronları dolaşık olduğundan süreç oldukça kuantumdur, bu da aralarında biraz mesafe olmasına rağmen tek bir kuantum nesnesi gibi davrandıkları anlamına gelir.

Musser, “Radikal bilinç teorisi mi?”

 Son Ölçümler

2022'de yapılan bir deney, beyindeki niceliksel sinyallerin "kalp atışı uyarılmış potansiyeller" (HEP'ler) ile ilişkili olduğunu göstermiş görünüyor.. Bu, insan vücudunda kuantum dolaşıklığın mümkün olduğunu gösterebilir.

(Kuantum dolaşımı 2 parçacığın bir araya geldiği ve birbirleriyle sinyal olmadan ve ışık hızından daha hızlı bir şekilde “iletişim kurabildiği” zamandır.

Daha yakın bir zamanda, Nisan 2024'te, beyne dair yeni bir anlayış, önceden imkansız olduğu düşünülen nöronlarda en azından bir miktar kuantum etkisinin var olabileceğini gösterdi.

Daha doğrusu bu, denilen bir olgudur. üstünlük. “ başlıklı bir yayındaBiyolojik Mimarilerde Triptofanın Mega Ağlarından Ultraviyole Süper Parlaklık", nöron tübülini gibi amino asit triptofandan inşa edilen büyük yapıların süper parlaklık gösterebileceğini gösteriyorlar.

Kaynak: ACS Yayını

Mikron ölçekli yapılardan kararlı kuantum etkilerinin bu şekilde sergilenmesi, özellikle canlı hücrelerdeki biyolojik moleküller kadar karmaşık ve "gürültülü" malzemeler için eşi benzeri görülmemiş bir durumdur.

Belki daha da ileri giderek, Bazı bilim adamları, organik beyinlerdeki anıların, süper parlaklık kullanılarak holografik bir sistem aracılığıyla yaratıldığını öne sürüyorlar..

Peki Beyin Bir Kuantum Süper Bilgisayar mı?

Kesin bir şey söylemek için henüz çok erken. Ancak, tübülinde süper ışımanın keşfiyle, kuantum etkilerinin nöronların alt yapılarında işe yaramayacağı yönündeki temel argüman ciddi şekilde zayıfladı.

Penrose'un teorisine göre, bu gözlem ile bilinçlerin "kuantum dalga fonksiyonunun yer çekiminin neden olduğu çöküşünün" sonucu olduğunu göstermek arasında hala büyük bir boşluk var. Bununla birlikte, son keşif, nöronların, optik fiberler gibi, optik sinyaller yoluyla bilgi iletebildiğini ima ediyor.

Bu, nöronal sinyallemenin, nöronun bir ucundan diğer ucuna membranlar boyunca hareket eden iyonları içerdiği yönündeki daha yaygın olarak anlaşılan fikrin yerini alacak.

Süper parlaklık, pikosaniye (milisaniyenin milyarda biri) aralığında meydana gelen son derece hızlı bir olgudur. Bu, bu etki yoluyla iletilen herhangi bir sinyalin, yalnızca kimyasal süreçlerin izin verebileceğinden yüz milyonlarca kat daha hızlı olmasını sağlayacaktır.

Başvurular

Nörodejeneratif hastalıklar

Büyüleyici olsa da, böyle bir keşfin doğrudan uygulamasının ne olduğu açık olmayabilir.

Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıkların anlaşılmasına ve önlenmesine yardımcı olunabilir.

Alzheimer hastalığının, vücudun çok sayıda serbest radikal taşıdığı ve bu radikallerin zararlı, yüksek enerjili UV ışığı parçacıkları yayabildiği yüksek düzeyde oksidatif stresle ilişkili olduğu bilinmektedir.

Triptofan bu ultraviyole ışığı emebilir ve daha düşük, daha güvenli bir enerjiyle yeniden yayabilir. Ve bu çalışmanın da ortaya çıkardığı gibi, çok büyük triptofan ağları, güçlü kuantum etkileri sayesinde bunu çok daha verimli ve sağlam bir şekilde yapabiliyor.

Kaynak: Kuantum İçeriden

Bu aslında yeni bir teori değil, 1989'dan beri Alzheimer'a karıştığı varsayılan mikrotübüllerle. Tau proteininin mikrotübüllerden ayrılarak hastalıktaki diğer tau moleküllerine yapıştığı ve sonunda nöronların içinde düğümler oluşturmak üzere birleşen iplikler oluşturduğu biliniyor.

Kuantum bilgisayar

Dağınık bir ortamda kuantum etkisinin varlığını sürdürmesinin gösterilmesi, bu fenomenler hakkında bildiğimizi sandığımız her şeye meydan okuyor.

Kuantum hesaplamanın yeni ortaya çıkan alanı için büyük önem taşıyabilir. Kuantum bilgisayarları geliştirmenin önündeki temel engel, “normal” maddeye dönüşmek yerine kuantum etkisinin devam etmesini sağlamaktır.

Şimdiye kadar tek strateji, kübitin saklanması için ultra soğuk özel bir ortam yaratmaktı. Bu hem teknik bir zorluktur hem de oldukça enerji yoğundur ve bu tür bilgi işlemin karmaşıklığını ve fiyatını artırır.

"Bu yeni sonuçlar, açık kuantum sistemleri ve kuantum hesaplama alanındaki geniş araştırmacı topluluğunun ilgisini çekecektir çünkü bu çalışmada kullanılan teorik yöntemler, gürültülü ortamlardaki karmaşık kuantum ağlarını anlamak için bu alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır."

Pr. Nicolò Defenu – İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü (ETH) Zürih

Bu, gelecek nesil kuantum bilgisayarları için daha verimli, belki daha kararlı ve daha az enerji tüketen süreçlerin önünü açıyor.

Başka bir seçenek de, daha önce düşünüldüğünden çok daha sağlam bir olgu olduğu kanıtlanmış olan süper parlaklıktan yararlanmak olabilir.

"Tek fotonlu süper parlaklık, kuantum bilgilerinin depolanması için yeni araçlar sağlamayı vaat ediyor ve bu çalışma, bunun etkilerini tamamen yeni ve farklı bir bağlamda sergiliyor.

Önümüzdeki yıllarda canlı sistemlerdeki kuantum etkilerinin sonuçlarını kesinlikle yakından inceliyor olacağız."

Marlan Scully – Lazer öncüsü ve teorik kuantum optik fizikçisi

Yani, bir gün hesaplamanın kendisi mikron ölçekli kuantum etkisine dayanmakla kalmayacak, aynı zamanda bellek/bilgi depolama da süper parlaklıktan faydalanabilecek.

Biyolojik Bilgisayarlar

Son olarak, eğer nöronlar gerçekten de herhangi bir biçimde bir çeşit kuantum hesaplama gerçekleştirebiliyorsa, bu durum serebral organoidlerin potansiyelini değiştirebilir. Bunlar, şu anda nörodejeneratif hastalıklar ve genel olarak beyin üzerine biyoteknolojik araştırmalar için kullanılan, yapay olarak büyütülmüş beyin dokularıdır.

Organoidler, silikon bazlı çiplerden çok daha fazla enerji tasarrufu sağlayan biyolojik çip işlemcileri oluşturmak için kullanılabilir. Yapay zekanın küresel enerji arzımızın giderek artan bir bölümünü tüketeceği öngörülüyor, bu çok geçmeden gerekli hale gelebilir.

Serebral organoid teknolojisinin ilerleyişini makalemizde araştırdık”Organoid Zekanın Atılmasına Yönelik Anlamlı Adımlar".

Kuantum Beynine Yatırım Yapmak

Bilimin en uç noktalarında yer alan bir fikir olarak bu keşiflerin doğrudan uygulanması şu anda mevcut değildir. Ancak kuantum hesaplama ve serebral organoidlerle ilgili şirketler yatırımcıların kullanımına açıktır.

Kuantumla ilgili şirketlere birçok broker aracılığıyla yatırım yapabilirsiniz ve burada bulabilirsiniz: menkul kıymetler.io, en iyi brokerlar için önerilerimiz Amerika, Kanada, Avustralya, UK, diğer birçok ülkenin yanı sıra.

Belirli kuantum bilişim şirketlerini seçmekle ilgilenmiyorsanız aşağıdaki gibi kuantum bilişim ETF'lerine de bakabilirsiniz. Defiance Quantum ETF'si (QTUM) bu da kuantum bilişim endüstrisinden yararlanmak için daha çeşitli bir açılım sağlayacak. Veya “ başlıklı yazımıza bakabilirsiniz.En İyi 5 Kuantum Bilgisayar Şirketi anlayışının sonucu olarak, buzdolabında iki üç günden fazla durmayan küçük şişeler elinizin altında bulunur.

Kuantum ve Sinirsel Bilgi İşlem Şirketleri

1. Intel

Intel büyük bir çip üreticisi ve bu gücü kuantum hesaplama alanında kullanmayı hedefliyor gibi görünüyor.

Yakın zamanda piyasaya sürüldü “Tunnel Falls”, “en gelişmiş silikon spin kübit çipi”. Dikkat çekici olan şey, bunun bir prototip değil, levha boyunca %95 verim oranına ve voltaj tekdüzeliğine sahip, uygun ölçekte oluşturulmuş bir çip olmasıdır. Bu, yeni ortaya çıkan ve hızla değişen bir endüstride şimdilik bulunması zor bir şey olan kuantum hesaplama çiplerinin seri üretiminin yolunu açıyor.

Kaynak: Intel

Köklerine sadık kalan Intel, çiplerini kullanacak yazılımı da geliştiriyor. Intel Kuantum SDK'sıBu, programcılara Intel'in geleneksel çip işletmesi için tarihsel olarak çok güçlü ve karlı bir iş hendeği olan Intel kuantum çip tasarımıyla uyumlu kuantum hesaplama yazılımı geliştirmeleri için kılavuz sağlar.

Kaynak: Intel

Ölçeklenebilir kuantum çip üretiminin gelişi, sektör için diğer teknik bilimsel atılımlar kadar devrim niteliğinde olabilir, maliyetleri düşürebilir ve ortak programlama standartlarını ve çip mimarilerini belirleyebilir.

Intel, bunun bilgi işlem endüstrisinde ne kadar güçlü olabileceğini deneyimlerinden bilen bir şirkettir. 1960'lı yıllardan bu yana hâlâ yeniliklerin ve ilgili patentlerin peşinde koşuyor.

2. BICO Grup AB (BICO.ST)

Beyni ve sinirleri incelemenin bir yolu serebral organoidleri kullanmaktır. Yapay olarak oluşturulan bu mini beyinler, bir laboratuvarda nöronların potansiyel terapilere verdiği tepkiyi kopyalamak için kullanılabilir ve araştırmacıların gerçek beynin tamamı için tedavi bulmasına yardımcı olur.

Nasıl çalıştığını ve bu alandaki son gelişmeleri daha ayrıntılı olarak ele aldık: “Organoid Zekanın Atılmasına Yönelik Anlamlı Adımlar".

Son zamanlarda, Wisconsin-Madison Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından çok daha karmaşık serebral organoidler 3D olarak basıldı.. Bunu bir CELLINK biyoyazıcı, sinirbilim araştırmalarında bu makine için yeni bir potansiyel açıyor.

Kaynak: CELLINK

2021 yılında Cellink, BICO Group olarak yeniden adlandırıldı. Cytena 2019 ve Bilim (2020)

Cellink hâlâ işin biyobaskı kısmının markasıdır. İsteğe bağlı 3 boyutlu doku veya organlar oluşturmak için 3 boyutlu baskı yöntemlerini yeniden kullanma fikri. (Bu konuyla ilgili bir tartışmayı şu adreste okuyabilirsiniz:3D Baskı İnsan Organları – Ne Kadar Gerçekçi?başlıklı bir kılavuz yayınladı).

Biyobaskı yaklaşık 1/5'i temsil eder^th ile işletmenin biyobilim otomasyon segmenti 3/5'ten fazlasını yapmak^th gelirler.

Kaynak: BICO Group AB

Cellink, alanında tek olmasa da, açıkça çok gelişmiş bir biyobaskı ekipmanı üreticisidir. Pr. Zhang'ın bu makineleri kullanarak elde ettiği başarı, şu anda biyobaskıyı pek kullanmayan nöroloji araştırmalarındaki potansiyellerini göstermektedir.

Uzun vadede, biyobaskı şirketlerinin araştırmacılara araç sağlamaktan, ilaç şirketlerinin hastalar için biyobaskı tedavileri tedarikçisi haline gelmeleri muhtemeldir. Bu da, kullanımda olan biyobaskı makinesi sayısını ve daha da önemlisi, her ay satılan sarf malzemesi miktarını tamamen değiştirecektir.

Bu, genom dizileme makineleri de dahil olmak üzere diğer biyolab ekipmanı üreticileri için de meydana gelen sürecin aynısıdır. PacBio (PACB) Ve Illumina (ILMN), gelirlerinin %80'ini sürekli sarf malzemesi satışlarından elde ediyorlar.

Bilgisayar ve kuantum fiziği araştırmalarındaki potansiyeli nedeniyle serebral organoid araştırmalarına agresif bir destek verilirse, bu Celllink/BICO gibi bunları üreten şirketler için çok faydalı olabilir.

3. Son Kıvılcım

2014 yılında Martin Kutter ve Fred Jordan tarafından kurulan ve merkezi İsviçre'de bulunan Final Spark, çok daha az enerji tüketen (silikon çiplerden 1 milyar kat daha verimli) biyolojik çip işlemcilerini savunuyor.

As başlangıç, zaten test ettiğini iddia ediyor 10 milyon nöron deriden elde edilen canlı insan nöronlarından düşünen makineler üretme çabasında.

Girişim, geleceğin yaratılması için kendi kendini idame ettiren bilgi işlem yeteneğini sergilemek için karmaşık hücre kültürü tekniklerinden yararlanıyor. AI modelleri.

Final Spark artık biyobilgi işlem kapasitesine bulut aracılığıyla erişim sunuyor. Neuroplatform, araştırma kurumlarının kullanımına kullanıcı başına aylık 500 ABD doları karşılığında sunulmaktadır.