두뇌와 양자 컴퓨터를 연결하는 실험실 내부

영국 플리머스 대학의 방에서 박사. 학생이 컴퓨터 앞에 앉아 명상을 하는 것처럼 눈을 감고 있습니다. 그의 머리에는 검은색 수영 모자처럼 보이지만 실제로는 두피를 통과하는 전기 활동을 감지하는 뇌파(EEG) 판독기가 있습니다. 그의 앞에 있는 모니터에는 "1"과 "0"으로 표시된 두 개의 점이 있는 와이어 프레임 지구본 이미지가 있습니다. 지구의 중앙에는 한 바늘이 달린 시계처럼 두 바늘 사이를 진동하는 화살표가 있습니다. 포인트들. 학생이 긴장을 풀고 동요하는 표정으로 표정을 바꾸면 화살이 씰룩거리며 움직입니다. 그는 몇 초마다 새 숫자를 입력합니다.

별거 아닌 것 같지만(현재로서는 이 작업의 초기 단계입니다) 그럼에도 불구하고 매력적인 것입니다. 학생의 두뇌 패턴이 차분함에서 활기차게 바뀌었다가 다시 돌아오면 알파파와 베타파가 생성됩니다. 양자 물리학의 수학을 반영하는 양자 컴퓨팅의 기본 단위인 시뮬레이션된 큐비트 조작 생각의.

"이 두 종류의 파동을 생성하도록 자신을 훈련하면 컴퓨터에 일종의 모스 부호를 보낼 수 있습니다." 에두아르도 미란다 교수 University of Plymouth는 Digital Trends에 말했습니다. “문제는 EEG가 매우 느리기 때문에 현재 하나의 명령을 생성하는 데 8초가 걸린다는 것입니다. 이를 분석하기 위해서는 많은 처리가 필요합니다. 그리고 이 분석은 그다지 정확하지 않기 때문에 그 코드가 정말 사람이 만들고자 하는 코드인지 여러 번 계속 확인해야 합니다.”

뇌-컴퓨터 인터페이스를 통한 양자 프로그래밍 세계의 다소 흔들리고 잠정적인 단계에 오신 것을 환영합니다. 제작자에 따르면 팀이 Quantum Brain Network(약칭 QBraiN)라고 부르는 것의 구축이 시작되었습니다. 그리고 흥분할 가치가 있는 많은 일을 할 수 있는 잠재력이 있습니다.

부품이나 토스터-냉장고의 합 이상입니까?

현재 기술 지평에서 가장 흥미로운 기술 목록을 본 적이 있다면 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)와 양자 컴퓨터라는 용어를 거의 확실하게 접했을 것입니다.

BCI는 뇌 신호를 사용하여 컴퓨터를 제어하는 ​​방법에 대한 고급 용어입니다. 수동 입력이 있는 모든 장치는 일반적으로 손가락이나 음성과 같은 중개자를 통해 이루어지지만 기술적으로는 뇌에 의해 제어됩니다. BCI는 이러한 명령을 뇌에서 말초 신경으로 먼저 출력하거나 근육.

한편 양자 컴퓨터는 컴퓨팅의 차세대 혁신. 1980년대에 처음 제안되었지만 이제야 기술적인 현실이 되기 시작했지만 양자 컴퓨팅은 컴퓨터 아키텍처에 대한 완전히 새로운 접근 방식을 의미합니다. 기존의 고전 컴퓨터보다 훨씬 더 강력할 뿐만 아니라 오늘날 수백만 대의 슈퍼컴퓨터가 연결된 상태에서도 불가능한 일을 달성하기 위해 함께. 당신이 그들의 지지자들을 믿는다면 그들은 피할 수 없는 것에 대한 답이 될 수 있습니다. 우리가 알고 있는 무어의 법칙의 끝.

그러나 BCI와 양자 컴퓨터는 역사상 같은 시점에 등장한 의심할 여지 없이 유망한 기술이지만, 문제는 이들을 하나로 모으는 이유입니다. 영국 플리머스대, 스페인 발렌시아대·세비야대, 독일 키푸퀀텀, 중국 상하이대 연구진 컨소시엄 할 것.

기술자들은 유망한 개념이나 기술을 결합할 때 부분의 합 이상을 나타낼 것이라는 믿음으로 함께 뭉치는 것 이상을 좋아하지 않습니다. 때때로 이것은 영광스럽게 작동합니다. 벤처 캐피털리스트 Andrew Chen이 그의 책에서 설명했듯이 콜드 스타트 ​​문제, Instagram은 카메라가 장착된 스마트폰의 등장과 동시에 소셜 미디어의 강력한 네트워크 효과를 활용하여 역사상 가장 빠르게 성장하는 앱 중 하나가 되었습니다.

두 가지 필수 기술을 선택하고 결합하는 것이 항상 작동하는 것은 아닙니다. 팀 쿡 애플 최고경영자(CEO)는 "토스터와 냉장고를 융합할 수는 있지만 사용자가 만족하지 못할 가능성이 높다"고 말했다.

그렇다면 두뇌 제어 양자 컴퓨팅이 토스터-냉장고 문제의 징후가 아닌 부품의 합 이상 클럽의 회원인 전자의 예가 되는 이유는 무엇입니까? 안에 2022년 초에 출판된 논문, 앞서 언급한 연구원 컨소시엄은 다음과 같이 썼습니다. 뇌-컴퓨터 인터페이스 및 A.I.에 의해 중재되는 양자 컴퓨팅 시스템. 이러한 네트워크에는 비전통적인 컴퓨팅 시스템과 인간-기계의 새로운 방식이 포함될 것입니다. 상호 작용."

풍부한 사용 사례

Quantum Brain Network의 가장 중요한 응용 프로그램은 BCI가 더 잘 작동하도록 돕는다는 것입니다. 우리의 뇌는 엄청나게 복잡합니다. 그들은 1,000억 개의 뉴런을 자랑하며 작은 전기 자극을 통해 서로 지속적으로 통신하는 수천조 개의 연결로 거대한 네트워크를 형성합니다. 오늘날 과학은 가장 작은 뉴런 간 상호 작용에서 뉴런 네트워크 간의 더 큰 통신에 이르기까지 뇌의 일부가 통신하는 방식을 기록할 수 있습니다.

그러나 이를 수행하려면 일반적으로 기능적 자기 공명 영상(fMRI)과 같이 최고의 연구실에서만 사용할 수 있는 고도로 전문화된 기술이 필요했습니다. EEG라는 무딘 도구에 의존하는 BCI 실험은 수행할 수 있는 작업이 비교적 단순한 경향이 있습니다. 사람이 생각하는 색이 파란색인지 빨간색인지 결정하거나 드론을 위아래 또는 왼쪽으로 움직이게 하고 오른쪽. 뉘앙스가 부족합니다.

이제 변화하고 있다고 Miranda는 설명했습니다. “우리는 좋은 하드웨어에 접근하기 시작했습니다. 점점 더 나은 EEG 스캐닝은 나오는.”

그러나 더 나은 뇌파 감지 하드웨어는 퍼즐의 한 조각일 뿐입니다. 비유하자면 매우 정확한 마이크가 축구 경기장 한가운데에 있다고 상상해 보십시오. 마이크는 매우 강력해서 경기장에 있는 수천 명의 팬이 큰 소리로 환호하든 조용히 핫도그를 우적우적 씹든 관계없이 모든 소리를 포착할 수 있습니다. 그러나 이것이 인상적이기는 하지만 올바른 오디오 필터링 소프트웨어가 없으면 집합적이고 형태가 없는 군중 소음 덩어리를 듣는 것 이상을 할 수 없습니다. 예를 들어, 그러한 마이크 자체로는 77A 좌석에 있는 사람이 말하는 내용을 파악하는 데 도움이 되지 않습니다.

당신에게 필요한 것은 능력만이 아니다. 기록 이 정보뿐만 아니라 풀다 그것을 유용하게 만드십시오. 그리고 빨리. 이것은 양자 컴퓨팅이 뛰어난 능력을 사용하여 더 나은 처리를 지원함으로써 할 수 있는 것입니다. 의도와 생각을 이해하는 데 필요한 상상할 수 없는 양의 전기 뇌 자극 그들은 발생합니다.

"BCI는 실시간 제어가 필요합니다."라고 Miranda가 계속 말했습니다. “저는 양자 컴퓨팅이 이 처리를 수행하는 데 필요한 속도를 제공할 수 있다고 생각합니다… [지금은] EEG로 얻는 이 지저분한 정보가 무엇을 의미하는지 이해할 수 없습니다. 우리가 할 수 있다면 우리는 신호를 분류하고 우리가 스스로 생성하도록 강요하는 특정 행동에 레이블을 지정할 수 있습니다.”

아마도 이러한 행동을 하기 위해 노력할 필요조차 없을 것입니다. Azeem Azhar가 2021년 책에서 쓴 것처럼 지수, 뇌-컴퓨터 인터페이스의 약속은 "신경 활동이 생각으로 형성되기도 전에 머리에서 뽑아낼 수 있는 것"입니다. Spotify, Netflix 및 Amazon에서 사용하는 것과 같은 추천 시스템과 마찬가지로 우리가 소비하기 전에 무엇을 소비하고 싶은지 보여주려고 합니다. 우리는 심지어 우리 스스로 결정했기 때문에 BCI도 우리의 간신히 의식하는 사고 패턴을 읽고 유용한 정보를 외삽할 것입니다. 그들을.

그것은 스마트 홈을 제어할 수 있습니다. 또는 로봇, 적절한 상황에 맞는 정보를 적시에 표시하거나 신경 제어 보철물에 더 세밀한 움직임을 제공합니다. 미란다의 애완 동물 사용 사례에서 그가 수년 동안 작업해 온 것입니다. 감금 증후군을 가진 사람들을 돕다 외부 세계와 더 빠르게 소통할 수 있습니다.

양자 메타버스?

그런 다음 뇌를 사용하여 처리를 부트스트랩하는 대신 양자 컴퓨터 자체와 상호 작용할 가능성이 있습니다. "미래에는 정신 상태를 가진 양자 기계에서 양자 상태에 영향을 미치는 것이 가능할 수 있습니다."라고 Miranda는 말했습니다. “우리의 뇌를 양자 컴퓨터와 얽히게 할 수 있을 것이라고는 말하지 않겠지만, 양자 상태와 보다 직접적인 통신을 할 수 있을 것입니다.”

그것은 투박한 시연 방식이 아니라 단순히 원하는 출력을 생각하고 기계가 올바른 코드를 즉시 프로그래밍하도록 함으로써 양자 컴퓨터를 프로그래밍하는 것일 수 있습니다. 중첩 스테로이드에 대한 진화 컴퓨팅(원하는 출력을 명시하고 기계가 그에 대한 창의적인 경로를 알아내도록 하는 것)처럼 상상해 보십시오.

이 프로젝트의 일부 연구원들은 또한 그들이 양자라고 부르는 것을 만들 수 있다는 전망에 흥분하고 있습니다. 메타버스. (그리고 현재를 생각한다면 일반 메타버스의 개념 가장자리 주변이 흐릿합니다. 양자 등가물에 머리를 감아보세요!). 어쨌든 그 아이디어는 많은 의미가 있습니다. 일체 포함. 연구자들은 오랫동안 상상해 왔으며 실제로 이것은 진정한 인공 지능의 전체 개념을 뒷받침합니다. 적어도 1990년대부터 일부 주요 물리학자와 수학자들은 의식의 본질이 사실상 양자적이라고 주장해 왔습니다.

예를 들어 2011년 논문 세계적으로 유명한 옥스퍼드 수학자 로저 펜로즈가 공동 저술한 로저 펜로즈는 "의식은 생물학적으로 조율된 양자에 의존한다"고 주장합니다. 뇌 뉴런 내의 미세소관 집합체에서의 계산, 이러한 양자 계산이 뉴런 활동과 연관되고 조절되며, 각 양자 계산의 연속적인 슈뢰딩거 진화는 특정 디오시-펜로즈(DP) 방식의 '객관적 축소' 방식에 따라 종료됩니다. 양자 상태.”

"뇌가 양자 컴퓨터로 기능한다는 많은 철학적 논쟁이 진행되고 있습니다."라고 Miranda는 설명했습니다. “사람들은 만약 우리가 뇌를 그러면 우리는 기계의 확장이 되거나 기계가 우리의 확장이 됩니다. 뇌."

(Miranda는 뇌가 양자 컴퓨터처럼 작동한다는 주장에 개인적으로 "완전히 확신"하지 않는다고 말했습니다.)

긴 여정의 첫걸음

현재로서는 이것의 대부분이 멀고 멀다. 여러 영역에서 발전이 필요합니다. 양자 컴퓨터의 가용성(앞서 설명한 데모는 모의 양자 컴퓨터 사용), 양자 알고리즘의 유용성, 두뇌 읽기 기술의 지속적인 개선 등 더.

다음 단계는 프로젝트 참가자가 말했습니다. 엔리케 솔라노 교수정보 과학을 위한 양자 기술(Quantum Technologies for Information Science, QUTIS) 연구 그룹의 책임자인 는 “트랩 이온[양자 컴퓨터] 또는 실온에서 작동하고 대기 시간 및 일관성 시간이 호환됩니다.”

이 판도라의 두뇌 제어 양자 컴퓨팅 상자를 여는 것은 어려울 것입니다. 우리는 몇 가지 유망한 데모 이상으로 이것이 실용화되기 몇 년 전에 이야기하고 있습니다. 그러나 가장 큰 혁신에는 종종 시간이 걸립니다.

Solano는 Digital Trends에 “뇌는 우리가 지금까지 알고 있는 우주에서 가장 복잡한 물체입니다. "이러한 의미에서 원시 인터페이스와 연결하려면 최소한의 생물학적 및 지능적 기능을 가진 지나치게 단순화된 모델을 수용해야 합니다."

양자 컴퓨팅이 그 문제에 대한 해결책이 될 수 있습니다. 실제로 Quantum Brain Network에 오신 것을 환영합니다.

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