一組研究人員相信,他們可能有辦法檢驗人類意識源自於大腦內部糾纏的假設。要做到這一點,需要在人腦和量子電腦之間創建接口,並嘗試測量由此產生的意識變化。
意識是我們所有人都擁有的東西,但令人驚訝的是我們對其知之甚少。我們知道如何用麻醉劑將其關閉,但我們它們是如何工作的。有很多人,但我們仍然不知道意識是否是一個系統(稱為)或資訊在大腦中共享的結果(全局工作空間理論),這是兩個主要思想。由於人們知之甚少,因此還有其他更新穎的想法的空間。
1989 年,英國數學家、諾貝爾物理學獎得主羅傑‧彭羅斯就這麼做了,他提出:涉及意識。雖然我們無法總結他的完整論點,分散在幾本書中,但重點歸根結底,有些問題是傳統電腦無法完成或理解的。人類可以處理並理解這些問題,例如不可計算的數字和哥德爾句子,因此人類思維不能像傳統電腦那樣運作。相反,彭羅斯認為意識可能源自於大腦內的量子糾纏。
這一論點當時並沒有得到很好的滿足,但近年來實際上有所復興,儘管它仍然處於意識研究的邊緣。這一想法的一個限制是量子糾纏是脆弱的,即使在,那麼我們如何在大腦溫暖的糊狀環境中產生並維持糾纏呢?
但從那時起,有人提出神經元內部的微管可以為糾纏提供這種穩定的環境。今年早些時候,一支球隊聲稱他們找到了支持這一想法的證據,在給老鼠注射微管結合藥物後發現麻醉需要更長的時間才能將它們擊倒,這表明它們在意識中發揮了作用。
雖然該領域的進一步研究可能為我們提供關於意識是什麼以及它如何運作的進一步線索,但另一個團隊有一個更古怪的想法來測試意識是否是量子過程。這個團隊包括Hartmut Neven,他是,做出這樣的假設:彭羅斯關於意識在疊加崩潰點出現的建議是錯誤的,而是暗示它可能在它形成時出現,以避免超光速的荒謬可能性在大腦中。
研究小組建議,測試這種意識理論的方法是嘗試使用我們的大腦和量子電腦之間的介面來「擴展」我們自己的意識。
「在一項十字實驗中,人們將在人腦和量子電腦之間建立物理聯繫,從而實現連貫的相互作用並調解糾纏。如果我們的猜想是準確的,這應該能夠使組合系統有更豐富的意識體驗,需要更多的描述性位與人類報告的沒有連結的體驗相比,」該團隊在論文中解釋道,並補充說,這需要將大腦內的系統與量子位元在一個疊加的內部耦合起來。。
「在系統耦合之前,它們各自的狀態分別存在於維度為N 和M 的獨立狀態空間中,稱為希爾伯特空間。在它們相互作用後,描述組合系統的波函數|𝜓𝐶𝑦𝑏𝑜𝑟𝑔〉位於𝑁 ×𝑀 維希爾伯特空間,」球隊寫道。 「我們推測,與在描述受試者孤立大腦的較低N 維希爾伯特空間中形成的疊加態相比,在這個高維狀態空間中形成的疊加態將被受試者體驗為更豐富的體驗。
談話對象新科學家,Neven 詳細說明了這是如何運作的。
「假設我們的大腦中有'N'個量子位,外部量子計算機中有'M'個量子位,這些字母指的是一定數量的量子位。如果一個人可以將他們的大腦與這台量子計算機糾纏在一起,他們就可以創造出一個涉及「N+M」個量子位元的擴展量子疊加,」Neven 說。 「如果我們現在刺激這個擴展的疊加態使其崩潰,那麼參與這個實驗的人應該將其報告為更豐富的體驗。那是因為在他們正常的意識體驗中,他們通常需要「N」位來描述這種體驗,但現在他們需要‘N+M’位來描述它。
“我稱之為‘擴展協議’,因為它可以讓我們在空間、時間和複雜性上擴展意識。”
內文認為,在這些情況下更豐富的經驗的報告將提供意識是一種量子現象的證據。雖然這是一個不錯的想法,但該測試將依賴將某人大腦中的活動與量子電腦耦合起來,這將是一種侵入性程序,並且不會很快發生。
除此之外,還有許多其他關於意識的想法也有希望,其中許多不依賴這種侵入性程序。正如研究小組指出的那樣,與此同時,對氙氣等惰性氣體及其對意識的影響的研究可能會更加富有成果。
該研究發表於熵。