ولې تاسو باید د کوانټم عصبي علومو په اړه پاملرنه وکړئ

په هغه حالت کې چې تاسو ندي اوریدلي ، د کوانټم ساینس همدا اوس سپینه ګرمه ده ، د نه تصور کیدونکي پیاوړي کوانټم کمپیوټرونو ، خورا مؤثره کوانټم ارتباط او د کوانټم کوډ کولو له لارې د نه منلو وړ سایبر امنیت سره په زړه پوري خبرو سره.

ولې ټول هایپ؟

په ساده ډول ، د کوانټم ساینس د ماشوم ګامونو پرځای لوی لوی پرمختګ ژمنې کوي چې موږ یې د ورځني ساینس له لارې عادت شوي یو. د مثال په توګه هره ورځ ساینس موږ ته نوي کمپیوټرونه راکوي چې په هر 2-3 کلونو کې دوه چنده کیږي ، پداسې حال کې چې کوانټم ساینس د ډیری سره کمپیوټرونو ژمنه کوي ملیاردونه ځله نن ورځ د موجود عضلاتي کمپیوټر څخه ډیر ځواک.

په بل عبارت د کوانټم ساینس ، که بریالی وي ، په ټیکنالوژۍ کې به د زلزلې بدلون رامینځته کړي چې نړۍ به له سره تنظیم کړي لکه څنګه چې موږ پوهیږو ، حتی د انټرنیټ یا سمارټ فونونو په پرتله خورا ژورو لارو کې.

د کوانټم ساینس زړه راښکونکي امکانات ټول له یو ساده حقیقت څخه راپورته کیږي: د کوانټم پیښې په بشپړ ډول هغه مقررات ماتوي چې هغه څه محدودوي چې "کلاسیک" (نورمال) پیښې یې ترسره کولی شي.

دوه مثالونه چیرې چې د کوانټم ساینس هغه څه رامینځته کوي چې ناممکن کارول ناڅاپه ممکن وي ، د کوانټم سوپر پوزیشن او کوانټم اننګلیمنټ دي.

راځئ لومړی د کوانټم سوپر پوزیشن سره مبارزه وکړو.

په نورمال نړۍ کې ، یو شی لکه بیسبال کولی شي یوازې په یو وخت کې په یو ځای کې وي. مګر په کوانټم نړۍ کې ، یوه ذره لکه برقیان کولی شي لامحدود شمیر ځایونه ونیسي په ورته وخت کې، موجود په هغه څه کې چې فزیک پوهان د ډیری ایالتونو سوپر پوزیشن بولي. نو په کوانټم نړۍ کې ، یو شی ځینې وختونه د ډیری مختلف شیانو په څیر چلند کوي.

اوس راځئ چې د بیسبال تشبیه یو څه نور وغځولو سره د کوانټم اختلال معاینه کړو. په نورمال نړۍ کې دوه بیسبالونه په لاس انجلس او بوسټن کې د لوی لیګ لوبغالو کې په تیاره تالاشیو کې ناست دي له یو بل څخه په بشپړ ډول خپلواک دي ، دا چې که تاسو د بیسبال لیدو لپاره د ذخیره کولو لاکرونه خلاص کړئ ، بل بیسبال ته به هیڅ نه پیښیږي. په یوه تیاره ذخیره لاکر کې 3،000 مایل لرې. مګر په کوانټم نړۍ کې ، دوه انفرادي ذرات ، لکه فوټان کولای شی په کې اخته کیږئ ، دا چې د یو کشف کونکي سره د یو فوټون احساس کولو عمل سمدستي بل فوټون مجبوروي ، پرته لدې چې څومره لرې وي ، یو ځانګړی حالت فرض کړئ.

دا ډول اختلال پدې معنی دی چې په کوانټم کائنات کې ، ډیری مختلفې ادارې ځینې وختونه د یو واحد په توګه چلند کولی شي ، پرته لدې چې د جلا ادارو څخه څومره لرې وي.

دا به د یو بیسبال حالت بدلولو سره مساوي وي - ووایاست ، دې ته اړ ایستل چې د ذخیره کولو لاکر په سر او مقابل کې لاندې شیلف کې وي - په ساده ډول د 3،000 میله لرې د ذخیره کولو لاکر خلاصولو او په بشپړ ډول لیدو سره. مختلف بیسبال

دا "ناممکن" چلندونه د مثال په توګه کمپیوټرونو سره د ناممکن کار کولو لپاره کوانټم ادارې مثالي کوي. په نورمال کمپیوټرونو کې د معلوماتو یو ذخیره شوی صفر یا یو وي ، مګر په کوانټم کمپیوټر کې زیرمه شوی بټ ، چې د کیوبټ (کوانټم بټ) په نوم یادیږي ، دواړه په ورته وخت کې صفر او یو دی. پدې توګه ، چیرې چې د 8 بټونو ساده حافظه ذخیره کولی شي له 0 څخه تر 255 پورې هر انفرادي شمیره ولري (2^8 = 256) د 8 کیوبیټ حافظه کولی شي 2^8 = 256 ذخیره کړي جلا شمیرې ټول په يو ځل! د ګړندي نورو معلوماتو ذخیره کولو وړتیا دا ده چې ولې کوانټم کمپیوټرونه د پروسس ځواک کې د کوانټم لیپ ژمنه کوي.

په پورتني مثال کې ، په کوانټم کمپیوټر کې د 8 بټ حافظه د 0 او 255 ترمینځ 256 شمیرې په یوځل ذخیره کوي پداسې حال کې چې په عادي کمپیوټر کې 8 بټ حافظه په یو وخت کې د 0 او 255 ترمینځ یوازې 1 شمیره ذخیره کوي. اوس د 24 بټ کوانټم حافظه تصور کړئ (2^24 = 16،777،216) زموږ د لومړۍ حافظې په پرتله یوازې درې ځله کیوبټ سره: دا کولی شي خورا ډیر ذخیره کړي په یوځل کې 16،777،216 مختلف شمیرې!

کوم چې موږ د کوانټم ساینس او ​​عصبي بیولوژی تقاطع ته راوړي. د انسان مغز د نن ورځې موجود هر کمپیوټر په پرتله خورا پیاوړی پروسیسر دی: ایا دا د کوانټم عجیب حالت په کارولو سره د کوانټم کمپیوټرونو په کارولو سره دا په زړه پوری ځواک ترلاسه کوي؟

تر دې وروستیو پورې ، دې پوښتنې ته د فزیک پوهانو ځواب په زړه پوری "نه" و.

د کوانټم پدیدې لکه سوپر پوزیشن د شاوخوا چاپیریال څخه د دې پدیدو په جلا کولو تکیه کوي ، په ځانګړي توګه په چاپیریال کې تودوخه چې په حرکت کې ذرات تنظیموي ، د سپر پوزیشن کارتونو هایپر نازک کوانټم کور ګډوډوي او یو ځانګړی ذرق یې اړوي چې د A یا نقطې نقطه ونیسي. ، مګر هیڅکله دواړه په ورته وخت کې ندي.

پدې توګه ، کله چې ساینس پوهان د کوانټم پدیدې مطالعه کوي دوی خورا لوی حد ته ځي ترڅو هغه مواد جلا کړي چې دوی یې له شاوخوا چاپیریال څخه مطالعه کوي ، معمولا د دوی په تجربو کې د تودوخې نږدې مطلق صفر ته راټیټولو سره.

مګر شواهد د نبات فیزولوژی نړۍ څخه راپورته کیږي چې ځینې بیولوژیکي پروسې چې په کوانټم سوپر پوزیشن تکیه کوي په نورمال تودوخې کې پیښیږي ، دا احتمال رامینځته کوي چې د کوانټم میخانیکونو نه تصور کیدونکی عجیب نړۍ واقعیا د نورو بیولوژیکي سیسټمونو هره ورځ کارونو ته ننوځي ، لکه زموږ عصبي سیسټمونه.

د مثال په توګه ، د می په 2018 کې په ګرونینګین پوهنتون کې د څیړنې ټیم چې فزیک پوه توماس لا کور جانسن پکې شامل و شواهد وموندل چې نباتات او ځینې فوتو سنتیک باکتریا نږدې 100 efficiency موثریت ترلاسه کوي د لمر وړانګې د کارولو وړ انرژي ته اړوي د دې حقیقت په کارولو سره چې د لمر انرژي جذب ځینې برقیان لامل کیږي. د ر lightا نیول کیدونکي مالیکولونه په ورته وخت کې دواړه په جوش او غیر نه هیریدونکي کوانټم ایالتونو کې شتون لري چې د نبات دننه نسبتا اوږده واټن کې خپریږي ، د ر lightا هڅونکي برقیانو ته اجازه ورکوي چې د مالیکولونو څخه خورا مؤثره لاره ومومي چیرې چې ر light ا مختلف مالیکولونو ته وړل کیږي چیرې چې د کارولو وړ انرژي د نبات لپاره رامینځته شوی.

ارتقاء ، د خورا انرژي اغیزمن ژوند فورمو انجینر کولو لپاره په خپله نه ستړي کیدونکي لاریون کې ، داسې ښکاري چې د فزیک پوهانو باور له پامه غورځولی چې ګټور کوانټم اغیزې د بیولوژي په ګرم او لوند چاپیریال کې نشي پیښ کیدی.

د نبات بیولوژي کې د کوانټم اغیزو کشف د ساینس یوې نوې ساحې ته وده ورکړه چې د کوانټم بیولوژي په نوم یادیږي. په تیرو څو کلونو کې ، د کوانټم بیولوژیسټانو د ځینې الوتونکو په سترګو کې د مقناطیسي ساحې په لید کې د کوانټم میخانیکي ملکیتونو شواهد موندلي (مرغیو ته دا وړتیا ورکوي چې د مهاجرت پرمهال حرکت وکړي) ، او په انسانانو کې د بوی اخیستونکو فعالولو کې. د لید څیړونکو دا هم وموندله چې د انسان په شبکه کې د فوټورسیپټرې د دې وړتیا لري چې د یو واحد سپک انرژي نیولو څخه بریښنایی سیګنالونه تولید کړي.

ایا ارتقاء زموږ دماغونه د کارونې وړ انرژي تولید یا د نیورونونو ترمینځ د معلوماتو لیږدولو او ذخیره کولو کې د کوانټم اغیزو لکه سوپر پوزیشن او الجولو په کارولو کې خورا اغیزمن کړي؟

عصبي ساینس پوهان د دې احتمال په څیړلو کې خورا په پیل کې دي ، مګر زه د یو چا لپاره د کوانټم عصبي علومو نوي ساحې په اړه خوښ یم ځکه چې دا زموږ د مغز په پوهیدو کې د جبري راوتلو بریالیتوبونو لامل کیدی شي.

زه دا وایم ځکه چې د ساینس تاریخ موږ ته درس راکوي چې ترټولو لوی بریالیتوبونه تقریبا تل د نظرونو څخه راځي چې مخکې لدې چې کومه ځانګړې بریا واقع شي ، په نه منلو سره عجیب ښکاري. د آینسټین کشف چې ځای او وخت واقعیا یو شی دی (عمومي نسبت) یو مثال دی ، د ډارون کشف چې انسانان د ژوند له خورا ابتدايي ب formsو څخه رامینځته شوي ، بل بل دی. او البته ، په لومړي ځای کې د کوانټم میخانیکونو پلانک ، آینسټین او بوهر کشف یو بل بل دی.

دا ټول په کلکه د دې معنی لري چې د نیورو ساینس کې د سبا لوبې بدلولو پرمختګونو ترشا نظریات ، نن ورځ ډیری خلکو ته خورا غیر رواجي او ناممکن ښکاري.

اوس ، یوازې د دې لپاره چې په مغز کې د کوانټم بیولوژي عجیب او ناممکن ښکاري په اتومات ډول دا وړتیا نلري چې دا په نیورو ساینس کې د راتلونکي لوی لیپ سرچینه وي. مګر زه یو نظر لرم چې په ژوندي سیسټمونو کې د کوانټم اغیزو ژور پوهه به زموږ د مغزو او عصبي سیسټمونو په اړه مهم نوي لیدونه رامینځته کړي ، که د کوم بل دلیل لپاره نه وي ، د کوانټم نقطه نظر غوره کول به عصبي ساینس پوهان د دې لامل شي چې ځوابونه په عجیب ډول وګوري او په زړه پوري ځایونه دوی مخکې هیڅکله د تحقیق کولو په اړه فکر نه و کړی.

او کله چې څیړونکي دې عجیب او په زړه پوري پیښې ته ګوري ، دا پدیده ، ممکن د ذرې فزیک کې د دوی د ځورونکي تره زامنو په څیر ، دوی ته بیرته وګوري!