探索人脑中的量子计算

由加州大学圣塔芭芭拉分校领导的国际研究团队将研究人脑量子计算潜力。据UCSB理论物理学家Matthew Fisher称，我们可能在自己大脑中执行量子处理。

人脑量子计算概念非全新。科学家研究此课题已久。Fisher提出非凡生物学关键集，可在大脑中采用量子计算。

迄今，您只听过基于冻结原子离子、钻石缺陷和超导结的量子计算。然而，这项研究（量子大脑项目）将寻找实验数据回答“我们是量子计算机？”等怪异问题。

项目获3年120万美元资助。无论大脑是否执行量子计算，此研究将助我们更好理解大脑运作，可能引出新精神治疗程序。

无论大脑是否执行量子计算，此研究将在溶液化学量子纠缠、生化催化、生物材料和人类情绪障碍领域提供重大进展。

如上所述，量子计算仅依赖原子离子行为，可处于叠加态。不表示比特，此类粒子表示量子比特，可同时取值1、0或两者。

像传统计算数字比特，一组量子比特可创建网络编码、存储和传输信息。量子计算机中，量子比特在极低温、高度隔离受控环境创建维护。

相反，人脑温度温暖，因原子分子热运动，绝非展示量子效应完美环境。

据Fisher称，核自旋（原子核而非附近电子）提供不寻常特性——迄今未研究过的。

良好隔离的核自旋可存储量子数据数小时（或更久）。磷原子（占身体元素1%）具有必要核自旋，可充当生化量子比特。

目前，研究团队监测磷量子性质。特别寻找两磷原子核自旋结合形成分子时的纠缠。

同时，纽约大学团队研究球形Posner分子纳米簇核自旋及其他动力学。该项目将设法弄清这些分子是否足以保护生化量子比特核自旋。此外，将聚焦Posner分子解离和配对结合，允许非局域量子数据处理。

慕尼黑工业大学另一团队将研究线粒体在量子耦合和纠缠中作用。旨在弄清这些双层膜细胞器（负责细胞信号和代谢）能否利用管状网络在神经元间传递Posner分子。

线粒体融合裂变可建立非局域细胞间和细胞内量子纠缠。进一步Posner分子解离可释放钙，激活神经递质释放和突触放电，即量子耦合神经元网络。

迄今，研究者调查Posner分子结构和光谱指纹。真空中稳定具S6对称。计算振动谱可作光谱指纹，助Posner分子实验检测。

杂质阳离子可替换中心钙，指示骨生长和磷自旋性质。团队演示Posner分子是受保护（免环境退相干）核自旋有希望候选者，在医学成像和液态NMR量子计算有潜在意义。

他们找到伪自旋量子数可在Posner分子编码相干量子数据，可能提供技术将Posner分子旋转自由度与核自旋纠缠。此技术是Posner分子作为生化量子比特在量子大脑概念中作用核心。

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