Dans le travail en cours pour réaliser le plein potentiel de l’informatique quantiqueles scientifiques pourraient peut-être essayer de scruter notre propre cerveau pour voir ce qui est possible : une nouvelle étude suggère que le cerveau a en fait beaucoup en commun avec un autant qu’un ordinateur.
Les résultats pourraient nous en apprendre beaucoup sur les fonctions des neurones ainsi que sur les principes fondamentaux de la mécanique quantique. La recherche pourrait expliquer, par exemple, pourquoi notre cerveau est toujours capable de surpasser les superordinateurs dans certaines tâches, comme prendre des décisions ou apprendre de nouvelles informations.
Comme pour la plupart des recherches en informatique quantique, l’étude se penche sur l’idée de enchevêtrement – deux particules distinctes étant dans des états liés entre eux
“Nous avons adapté une idée, développée pour des expériences visant à prouver l’existence de la gravité quantique, dans laquelle vous prenez des systèmes quantiques connus, qui interagissent avec un système inconnu”, dit le physicien Christian Kerskens de l’Université de Dublin.
“Si les systèmes connus s’entremêlent, alors l’inconnu doit aussi être un système quantique. Il contourne les difficultés de trouver des appareils de mesure pour quelque chose dont nous ne savons rien.”
En d’autres termes, l’enchevêtrement ou la relation entre les systèmes connus ne peut se produire que si le système médiateur au milieu – le système inconnu – fonctionne également à un niveau quantique. Alors que le système inconnu ne peut pas être étudié directement, ses effets peuvent être observés, comme avec la gravité quantique.
Aux fins de cette recherche, les spins du proton de « l’eau du cerveau » (le liquide qui s’accumule dans le cerveau) agissent comme le système connu, avec la coutume imagerie par résonance magnétique (IRM) scans utilisés pour mesurer de manière non invasive l’activité des protons. Le spin d’une particule, qui détermine ses propriétés magnétiques et électriques, est une propriété de mécanique quantique.
Grâce à cette technique, les chercheurs ont pu voir des signaux ressemblant à potentiels évoqués par les battements de coeur, qui sont un type de signal d’électroencéphalographie (EEG). Ces signaux ne sont normalement pas détectables via IRMet on pense qu’ils sont apparus parce que les spins des protons nucléaires dans le cerveau étaient intriqués.
Les observations enregistrées par l’équipe nécessitent une vérification via une confirmation via de futures études dans plusieurs domaines scientifiques, mais les premiers résultats semblent prometteurs pour les événements quantiques non classiques dans le cerveau humain lorsqu’il est actif.
“Si l’intrication est la seule explication possible ici, cela signifierait que les processus cérébraux doivent avoir interagi avec les spins nucléaires, médiant l’intrication entre les spins nucléaires”, dit Kerskens.
“En conséquence, nous pouvons en déduire que ces fonctions cérébrales doivent être quantiques.”
Les fonctions cérébrales qui éclairaient les lectures IRM étaient également associées à la mémoire à court terme et à la conscience, ce qui suggère que les processus quantiques – si c’est bien ce qu’ils sont – jouent un rôle crucial dans la cognition et consciencesuggère Kerskens.
Ce que les chercheurs doivent faire ensuite, c’est en savoir plus sur ce système quantique inconnu dans le cerveau – et nous pourrions alors comprendre pleinement le fonctionnement du autant qu’un ordinateur que nous portons dans nos têtes.
“Nos expériences, effectuées à seulement 50 mètres de l’amphithéâtre où Schrödinger a présenté son célèbre réflexions sur la viepeut éclairer les mystères de la biologie, et sur la conscience qui scientifiquement est encore plus difficile à saisir ” dit Kerskens.
La recherche a été publiée dans le Journal des communications physiques.
