Beyinleri kuantum bilgisayarlara bağlayan laboratuvarın içinde

Birleşik Krallık'taki Plymouth Üniversitesi'ndeki bir odada, bir Ph.D. öğrenci meditasyon yapıyormuş gibi gözleri kapalı bir bilgisayarın başında oturuyor. Kafasında siyah bir bone gibi görünen ama aslında kafa derisinden geçen elektriksel aktiviteyi algılayan bir elektroensefalogram (EEG) okuyucusu var. Önünde, monitörde, "1" ve "0" olarak işaretlenmiş iki noktası olan bir tel kafes küre görüntüsü var. Kürenin merkezinde, tek elli bir saat gibi, ikisi arasında salınan bir ok vardır. puan. Öğrenci, ifadesini rahatlamış bir ifadeden, iri gözlü bir ajitasyona çevirdiğinde, ok seğirir ve hareket eder. Her birkaç saniyede bir yeni bir rakam giriyor.

Pek bir şey gibi görünmeyebilir (ve şu anda bu iş için henüz çok erken), ama yine de büyüleyici şeyler. Öğrenci, beyin kalıplarını sakinden enerjik hale ve tekrar eski haline değiştirdikçe, alfa ve beta dalgaları üretir ve bunlar daha sonra Kuantum fiziğinin matematiğini yansıtan kuantum hesaplamadaki temel birim olan simüle edilmiş kübitleri, güçten başka bir şey kullanmadan manipüle edin düşüncenin.

"Bu iki tür dalgayı üretmek için kendinizi eğitirseniz, o zaman bilgisayara bir çeşit Mors kodu gönderebilirsiniz." profesör Eduardo Miranda Plymouth Üniversitesi'nden Digital Trends'e anlattı. "Sorun şu ki, EEG çok yavaş olduğu için şu anda bir komut oluşturmak sekiz saniye sürüyor. Analiz etmek için çok fazla işleme ihtiyacımız var. Ve bu analiz o kadar doğru değil, bu yüzden kodun gerçekten kişinin üretmek istediği şey olup olmadığını görmek için defalarca kontrol etmemiz gerekiyor."

Beyin-bilgisayar arabirimi yoluyla kuantum programlama dünyasının biraz sallantılı, deneme niteliğindeki adımlarına hoş geldiniz. Yaratıcılarına göre bu, ekibin Kuantum Beyin Ağı (QBraiN olarak kısaltılır) adını verdiği şeyin inşasının başlangıcı. Ve heyecanlanmaya değer bir sürü şey yapma potansiyeline sahip.

Parçalarının toplamından veya bir tost makinesi-buzdolabından daha fazlası mı?

Şu anda teknoloji ufkunda parıldayan en heyecan verici teknolojilerin herhangi bir listesini gördüyseniz, neredeyse kesinlikle beyin-bilgisayar arayüzü (BCI) ve kuantum bilgisayar terimleriyle karşılaşmışsınızdır.

BCI, beyin sinyallerini kullanarak bir bilgisayarı kontrol etmenin bir yolu için süslü bir terminolojidir. Manuel girişi olan her cihaz teknik olarak beyin tarafından kontrol edilirken - genellikle parmaklar veya ses gibi bir aracı aracılığıyla - bir BCI, önce beyinden periferik sinirlere veya periferik sinirlere çıkış yapmak zorunda kalmadan bu komutların dış dünyaya gönderilmesini mümkün kılar. kaslar.

Bu arada kuantum bilgisayarlar, Bilgisayarda Sonraki Büyük Şey. İlk olarak 1980'lerde ortaya atılan, ancak şimdilerde teknik bir gerçeklik haline gelmeye başlayan kuantum hesaplama, bilgisayar mimarisine tamamen yeni bir yaklaşımı ifade eder. Sadece mevcut klasik bilgisayarlardan çok daha güçlü olmayacak, aynı zamanda bunu mümkün kılacak. zincirlenmiş milyonlarca günümüzün süper bilgisayarıyla bile imkansız olan şeyleri başarmak için birlikte. Savunucularına inanıyorsanız, kaçınılmaz olanın cevabı olabilirler. bildiğimiz Moore Yasasının sonu.

Bununla birlikte, BCI'lar ve kuantum bilgisayarlar, tarihin aynı noktasında ortaya çıkan şüphesiz gelecek vaat eden teknolojiler olsa da, soru neden onları bir araya getirdiğidir - ki bu tam olarak nedir? Birleşik Krallık'taki Plymouth Üniversitesi, İspanya'daki Valencia Üniversitesi ve Sevilla Üniversitesi, Almanya'daki Kipu Quantum ve Çin'deki Şanghay Üniversitesi'nden araştırmacılardan oluşan bir konsorsiyum arıyor. yapmak.

Teknologlar, bir araya geldiklerinde parçalarının toplamından daha fazlasını temsil edeceklerine inanarak gelecek vaat eden kavramları veya teknolojileri bir araya getirmekten başka bir şey sevmezler. Bazen bu muhteşem bir şekilde çalışır. Risk sermayedarı Andrew Chen'in kitabında tanımladığı gibi Soğuk Başlatma Sorunu, Instagram, tarihin en hızlı büyüyen uygulamalarından biri haline gelmek için kamera donanımlı akıllı telefonların ortaya çıkışından ve sosyal medyanın eşzamanlı güçlü ağ etkilerinden yararlandı.

Yine de, sahip olunması gereken iki teknolojiyi alıp birleştirmek her zaman işe yaramaz. Apple CEO'su Tim Cook bir keresinde "bir ekmek kızartma makinesini ve bir buzdolabını birleştirebilirsiniz, ancak bilirsiniz, bu tür şeyler muhtemelen kullanıcıyı memnun etmeyecektir" diye espri yapmıştı.

Öyleyse, beyin kontrollü kuantum hesaplamayı öncekinin bir örneği, parçalarının toplamından fazlası kulübünün bir üyesi ve ekmek kızartma makinesi-buzdolabı sorununun semptomu olmayan nedir? İçinde 2022'nin başlarında yayınlanan makale, yukarıda bahsedilen araştırmacılar konsorsiyumu şunları yazıyor: "Klasik ve geleneksel bilgisayarları işleyen, yüksek düzeyde bağlantılı ıslak yazılım ve donanım cihazları ağlarının geliştirilmesini öngörüyoruz. beyin-bilgisayar arayüzleri ve A.I.'nin aracılık ettiği kuantum bilgi işlem sistemleri. Bu tür ağlar, geleneksel olmayan bilgi işlem sistemlerini ve yeni insan-makine yöntemlerini içerecektir. etkileşim."

Çok sayıda kullanım örneği

Kuantum Beyin Ağı'nın en önemli - ve işe yararsa hemen dönüştürücü - uygulaması, BBA'ların daha iyi çalışmasına yardımcı olacak olmasıdır. Beynimiz inanılmaz derecede karmaşıktır. 100 milyar nöronla övünürler ve birbirleriyle küçük elektriksel dürtülerle sürekli iletişim halinde olan katrilyonlarca bağlantıyla dev ağlar oluştururlar. Bugün bilim, nöronlar arası en küçük etkileşimden nöron ağları arasındaki daha büyük iletişime kadar beynin bölümlerinin iletişim kurma şeklini kaydetme yeteneğine sahiptir.

Ancak bunu yapmak, tipik olarak, yalnızca en iyi araştırma laboratuvarlarında bulunan fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) gibi oldukça özel bir teknolojiyi gerektiriyordu. EEG'nin künt aletine dayanan BCI deneyleri, yapabilecekleri şeyler açısından nispeten basit olma eğilimindedir: Diyelim ki, bir kişinin mavi mi yoksa kırmızı rengi mi düşündüğüne karar vermek veya bir insansız hava aracını yukarı ve aşağı veya sola hareket ettirmek ve Sağ. Nüanstan yoksundurlar.

Bu artık değişiyor, diye açıkladı Miranda. “İyi donanıma erişmeye başlıyoruz. Giderek daha iyi EEG taraması dışarı çıkıyor.”

Daha iyi beyin dalgası algılama donanımı, yapbozun yalnızca bir parçasıdır. Bir benzetme olarak, bir futbol stadyumunun ortasına olağanüstü doğrulukta bir mikrofon yerleştirildiğini hayal edin. Mikrofon o kadar güçlü ki, ister yüksek sesle tezahürat yapsınlar ister sessizce sosisli sandviç yerken olsunlar, stadyumdaki binlerce taraftarın çıkardığı her sesi alabiliyor. Bununla birlikte, bu ne kadar etkileyici olsa da, doğru ses filtreleme yazılımı olmadan, bir araya toplanmış, şekilsiz bir kalabalık kalabalığını dinlemekten fazlasını yapamazsınız. Böyle bir mikrofon, örneğin 77A numaralı koltukta oturan kişinin ne söylediğini belirlemenize yardımcı olmaz.

İhtiyacınız olan şey sadece yeteneği değil kayıt Bu bilgi, aynı zamanda şifresini çözmek edin ve kullanışlı hale getirin. Ve çabucak. Kuantum bilişimin üstün yeteneklerini kullanarak, veriyi daha iyi işlemeye yardımcı olmak için yapabileceği şey buydu. niyetleri ve düşünceleri anlamak için gerekli olan hayal edilemeyecek miktarda elektriksel beyin impulsları meydana gelirler.

Miranda, "BCI'nın gerçek zamanlı kontrole ihtiyacı var," diye devam etti. "Bence kuantum hesaplama, bu işlemeyi yapmak için ihtiyacımız olan hızı sağlayabilir... [Şu anda] EEG ile elde ettiğimiz tüm bu dağınık bilgilerin ne anlama geldiğini çözemiyoruz. Yapabilseydik, o zaman sinyalleri sınıflandırmaya başlayabilir ve kendimizi üretmeye zorladığımız belirli davranışları etiketleyebilirdik.”

Belki de bu davranışları üretmek için zorlamaya gerek bile kalmayacaktı. Azeem Azhar'ın 2021 kitabında yazdığı gibi üstel, beyin-bilgisayar arayüzlerinin vaadi, "sinirsel aktiviteyi daha düşünceye dönüşmeden önce kafalarımızdan çekip alabilmektir." Tıpkı Spotify, Netflix ve Amazon tarafından kullanılanlar gibi tavsiye sistemlerinin bize daha önce ne tüketmek istediğimizi göstermeye çalışması gibi. hatta kendimiz için karar verdik, BCI'lar da zar zor bilinçli düşünce kalıplarımızı okuyacak ve yararlı bilgileri tahmin edecek. onlara.

Bu akıllı bir evi kontrol etmek olabilir veya bir robot, doğru zamanda doğru bağlamsal bilgiyi ortaya çıkarmak veya nöral kontrollü bir proteze daha ince taneli hareket sağlamak. Miranda'nın yıllardır üzerinde çalıştığı evcil hayvan kullanım durumunda, kilitli kalma sendromu olan insanlara yardım et dış dünya ile daha hızlı iletişim kurmak için.

Kuantum metaverse mi?

O zaman, beyni yalnızca önyükleme işlemi için kullanmak yerine, bir kuantum bilgisayarla etkileşime geçmek için kullanma olasılığı var. Miranda, "Gelecekte, bir kuantum makinesinde kuantum durumlarını zihinsel durumlarla etkilemek mümkün olabilir" dedi. "Beynimizi kuantum bilgisayarlarla dolaştırabileceğimizi söyleyecek kadar ileri gitmeyeceğim, ancak kuantum halleriyle daha doğrudan bir iletişim kurabileceğiz."

Bu, bir kuantum bilgisayarını gösterideki hantal yöntemle programlamak değil, yalnızca istenen bir çıktıyı düşünerek ve makinenin doğru kodu anında programlamasına izin vererek programlamak olabilir. Süperpozisyon steroitleri üzerinde evrimsel bilgi işlem (istenen bir çıktıyı belirttiğiniz ve makinenin buna giden yaratıcı yolu bulmasına izin verdiğiniz) gibi hayal edin.

Projedeki bazı araştırmacılar, kuantum dedikleri şeyi yaratma olasılığı karşısında da heyecanlılar. sanal evren. (Ve eğer şu anki normal metaverse kavramı kenarları bulanıksa, kafanızı onun kuantum eşdeğerinin etrafına sarmaya çalışın!). Her nasılsa, yine de, fikir çok mantıklı. A.I. araştırmacılar uzun süredir beynin ıslak yazılımının donanım ve yazılım yoluyla yeniden yaratılabileceğini hayal ettiler - ve gerçekten de bu, tüm gerçek yapay zeka kavramının temelini oluşturuyor. En azından 1990'lardan beri, bazı önde gelen fizikçiler ve matematikçiler, bilincin doğasının aslında kuantum olduğunu tartışıyorlar.

Örneğin, bir 2011 kağıt Dünyaca ünlü Oxford matematiksel fizikçisi Roger Penrose'un ortak yazdığı, "bilincin biyolojik olarak yönetilen kuantuma bağlı olduğunu" savunuyor. beyin nöronları içindeki mikrotübül koleksiyonlarındaki hesaplamalar, bu kuantum hesaplamalarının nöronal aktivite ile ilişkili olduğu ve onu düzenlediği ve her kuantum hesaplamasının sürekli Schrödinger evrimi, belirli Diósi-Penrose (DP) 'objektif indirgeme' şemasına göre sona erer. kuantum hali.”

Miranda, "Beynin bir kuantum bilgisayar gibi çalıştığını söyleyen pek çok felsefi tartışma var," diye açıkladı. "İnsanlar, eğer beyinlerimizi bir ağa bağlamayı başarırsak bunun mümkün olabileceğinin hayalini kuruyorlar. kuantum makinesi, o zaman biz makinenin bir uzantısı oluruz ya da makine bizim bir uzantımız olur. beyin."

(Miranda, beyinlerin kuantum bilgisayarlar gibi davrandığına kişisel olarak "tamamen ikna olmadığını" söyledi.)

Uzun bir yolculukta ilk adım

Şimdilik, bunun çoğu çok uzak - ve çok uzak. Birçok alanda ilerleme kaydedilmesi gerekecek: Kuantum bilgisayarların mevcudiyeti (daha önce açıklanan demo gerçekleştirildi) simüle edilmiş bir kuantum bilgisayarı kullanma), kuantum algoritmalarının kullanışlılığı, beyin okuma teknolojisindeki devam eden gelişmeler ve çok daha fazlası Daha.

Bir sonraki adım, söz konusu proje katılımcısı profesör Enrique SolanoBilgi Bilimi için Kuantum Teknolojileri (QUTIS) araştırma grubunun yöneticisi, “tutulmuş bir iyon [kuantum bilgisayar] veya oda sıcaklığında çalışan ve gecikme ve tutarlılık sürelerinin uyumlu."

Bu Pandora'nın Beyin Kontrollü Kuantum Hesaplama Kutusu'nu açmak zor olacak. Bunun, gelecek vaat eden birkaç demodan daha fazlası için pratik hale gelmesinden önceki yıllardan bahsediyoruz. Ancak en büyük yenilikler genellikle zaman alır.

Solano, Digital Trends'e "Beyin, şimdiye kadar evrende bildiğimiz en karmaşık nesnedir" dedi. "Bu anlamda, onu ilkel bir arayüze bağlarsanız, minimum biyolojik ve akıllı özelliklere sahip aşırı basitleştirilmiş bir modelini kabul etmeniz gerekir."

Kuantum hesaplama bu sorunun çözümü olabilir. Kuantum Beyin Ağına gerçekten hoş geldiniz.

Editörlerin Önerileri

• Lenovo'nun dünyayı daha sürdürülebilir bilgisayarlarla doldurma hedefine içeriden bir bakış
• Bilim adamları kuantum hesaplamada yeni bir atılım gerçekleştirdiler
• Twitter'ın geleceğini merak mı ediyorsunuz? İngiltere parlamentosu da öyle
• Araştırmacılar, kuantum hesaplamanın geliştirilmesinde 'eksik yapboz parçası' yaratıyor
• Birleşik Krallık polisi esrar çiftliğini çökertmeyi beklerken bunun yerine kripto para madenine rastladı