科学探索|三一学院科学家巧用理论测量并探讨大脑的量子性三一学院科学家巧用理论测量

在采用一种证明“量子引力”（quantum gravity）存在的想法、来探索人脑及其工作原理之后，都柏林三一学院的科学家们认为 —— 大脑有在使用所谓的“量子计算”（quantum computation）。研究测量的大脑功能，也与短期记忆表现、以及有意的意识相关 —— 表明“量子过程”（quantum processes）也是认知和有意识的大脑功能的一部分。

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截图（来自：Journal of Physics Communications）
在 2022 年 10 月 7 日发表的一篇论文中，研究人员们详细阐述了《非经典脑功能的实验指标》。
这一结论，或许还需要先进的多科学方法来证实，届时它将增强我们对“大脑如何工作”，以及如何维持、甚至治愈大脑有更深入的了解。
此外相关理论有助于寻找创新技术、并用于打造更先进的量子计算机。论文合著者、三一学院神经学研究所（TCIN）首席物理学家 Christian Kerskens 博士表示：

我们开发了一个旨在证明量子引力存在的实验构想，即采用已知的量子系统、让它与另一个未知的系统产生相互作用。
若与已知系统纠缠到了一起，便可论证对方也必须为一套量子系统 —— 巧妙地绕过了我们为一无所知的东西寻找测量设备的困难。

具体说来是，实验期间，三一学院的科学家们将“脑液”（brain water）的质子自旋指定为已知系统。

作为一种流体，它在人类的大脑中自然形成，而质子自旋可借助 MRI 磁共振成像来测量。
【科学探索|三一学院科学家巧用理论测量并探讨大脑的量子性】然后借助特定的 MRI 设计来寻找纠缠自旋，让我们发现了 MRI 信号类似于心跳诱发电位（一种 EEG 信号）。

一些人可能专门了解过、或仅从影视作品中看到过 EEG 的脑电电流测量应用。但是像心跳诱发电位这样的电生理电位，通常并不能用 MRI 轻易检测到。
科学家认为只能通过观察来了解，因为大脑中的核质子自旋、是被纠缠到一起的。CHristian Kerskens 博士补充道：

若纠缠是这里唯一可能的解释，那这就意味着大脑处理过程必须与核自旋相互作用，介导核自旋之间的纠缠。
基于此，我们可推断上述大脑功能也势必基于量子理论。因为它们也与短期记忆表现和有意的意识相关，或是人脑认知与意识性大脑功能的重要组成部分。

综上所述：量子大脑的理论，能够很好地解释为何人类可在不可预见的状况、决策制定、或新事物学习等方面，仍远胜传统超级计算机。