Dentro do laboratório U.K. que conecta cérebros aos computadores quânticos

Em um quarto na Universidade de Plymouth do Reino Unido, um Ph.D. Estudante está sentado em um computador, os olhos fechados como se estivesse meditando. Em sua cabeça é o que parece uma tampa de natação preta, mas é na verdade um leitor eletroencefalograma (EEG) que sentem a atividade elétrica passando pelo couro cabeludo. Na frente dele, no monitor, há uma imagem de um globo de wireframe com dois pontos marcados como "1" e "0." No centro do mundo, como um relógio com uma única mão, é uma flecha que oscila entre os dois pontos. Como o aluno muda sua expressão de um dos relaxamentos para uma de agitação de olhos arregalados, a flecha se contorce e se move. A cada segundo segundos, ele entra em um novo dígito.

Conteúdo

  • Mais do que a soma de suas partes ou uma geladeira de torradeira?
  • Use casos em abundância
  • O metaverso quântico?
  • Passo um em uma longa jornada

Pode não ser muito parecido (e agora mesmo, ainda é muito cedo para este trabalho), mas não obstante coisas fascinantes. Como o aluno muda seus padrões cerebrais da calma para energizar e voltar novamente, ele produz ondas alfa e beta que são usadas para manipular qubits simuladas - a unidade elementar na computação quântica, refletindo a matemática da física quântica - usando nada mais do que o poder de pensamento.

"Se você treinar para produzir esses dois tipos de ondas, então você pode enviar algum tipo de código Morse para o computador", disse Professor Eduardo Miranda da Universidade de Plymouth à tendência digital. "O problema é que leva oito segundos para gerar um comando no momento porque o EEG é muito lento. Precisamos de muito processamento para analisá-lo. E esta análise não é tão precisa, por isso precisamos continuar a verificação muitas vezes para ver se o código é realmente o que a pessoa quer produzir. "

Computadores Quânticos Explicados Bem-vindo aos passos tenditivos um pouco instantâneos do mundo da programação quântica por meio da interface do computador cerebral. De acordo com seus criadores, é o início da construção do que a equipe chama a rede cerebral quântica (abreviada para Qbrain). E tem o potencial de fazer um monte de coisas que valem a pena ficar animado.

Mais do que a soma de suas partes ou uma geladeira de torradeira?

Se você já viu alguma lista das tecnologias mais emocionantes atualmente cintilando no horizonte de tecnologia, quase certamente se deparou com a interface Brain-Computer (BCI) e o computador quântico.

Um BCI é a terminologia extravagante por uma maneira de controlar um computador usando sinais cerebrais. Enquanto todos os dispositivos com uma entrada manual são tecnicamente controlados pelo cérebro - embora geralmente através de um intermediário como dedos ou voz - um BCI possibilita enviar esses comandos para o mundo exterior sem ter que sair primeiro do cérebro para os nervos ou músculos periféricos.

Computadores Quantum, Enquanto isso, representam a próxima grande coisa na computação. Primeiro proposto na década de 1980, embora apenas agora começasse a se tornar uma realidade técnica, a computação quântica refere-se a uma abordagem completamente nova para a arquitetura de computadores. Não só será muito mais poderoso do que os computadores clássicos existentes, mas também permitirá que possibilitasse coisas que seriam impossíveis, mesmo com milhões de supercomputadores de hoje acorrentados. Eles poderiam, se você acredita que seus proponentes, ser a resposta para o final inevitável da lei de Moore como nós sabemos disso.

No entanto, enquanto os computadores bcis e quânticos são, sem dúvida, tecnologias, surgindo no mesmo ponto da história, a questão é por que reuni-los - que é exatamente o que é o consórcio de pesquisadores da Universidade de Plymouth e da Universidade da Espanha, da Universidade de Valência e da Universidade da Espanha de Sevilha, Kipu Quantum da Alemanha, e a Universidade de Xangai da China está buscando fazer.

Os tecnólogos não amam nada mais do que misturar conceitos ou tecnologias promissoras na crença de que, quando unido, eles representarão mais do que a soma de suas partes. Às vezes isso funciona gloriosamente. Como o capitalista de risco Andrew Chen descreve em seu livro _ O problema de início a frio_, o Instagram aproveitou o surgimento de smartphones equipados com câmera e os efeitos de rede poderosos simultâneos das mídias sociais para se tornar um dos aplicativos que mais crescem na história.

Tomando duas tecnologias obrigatórias e combinando-as nem sempre funciona, no entanto. O CEO da Apple Tim Cook uma vez brincou que "você pode convergir uma torradeira e uma geladeira, mas, você sabe, essas coisas provavelmente não vão se agradar ao usuário".

Então, o que torna o Quantum Controlado pelo cérebro um exemplo do primeiro, um membro do clube mais do que-sum-de-sua-peças, e não sintomático do problema da torradeira? Em um artigo publicado no início de 2022, o consórcio acima mencionado dos pesquisadores escreve: "Prevemos o desenvolvimento de redes altamente conectadas de dispositivos de molho e hardware, processando sistemas de computação clássica e quântica, mediada por interfaces de computador cérebro e A.I. Essas redes envolverão sistemas de computação não convencionais e novas modalidades de interação humana. "

Use casos em abundância

O mais significativo - e, se funcionar, imediatamente transformadora - aplicação da Rede Cérebro Quantum é que ele vai ajudar BCIs para trabalhar melhor. Nossos cérebros são incrivelmente complexa. Gozam de 100 mil milhões de neurónios, formando redes gigantescas com quadrillions de conexões em comunicação constante com o outro através de pequenos impulsos eléctricos. Hoje, a ciência é capaz de gravar a forma como as partes do cérebro se comunicam, do menor interação neurônio-to-neurônio para comunicações maiores entre redes neuronais.

Mas fazer esta tecnologia altamente especializada tipicamente envolvidos, como a ressonância magnética funcional (fMRI), que só está disponível em laboratórios de pesquisa de topo. Os experimentos BCI que contam com o instrumento cego de EEG tendem a ser relativamente simplista em que eles podem fazer: Diga, decidir se uma pessoa está pensando da cor azul ou vermelho, ou fazer um drone mover para cima e para baixo ou para esquerda e direita. Eles carecem de nuance.

Isso está mudando agora, Miranda explicou. “Estamos começando a ter acesso a um bom hardware. Cada vez melhor digitalização EEG está saindo.”

Melhor cérebro hardware onda de detecção é apenas uma peça do quebra-cabeça, no entanto. Como uma analogia, imagine ter um microfone extraordinariamente precisas colocado no meio de um estádio de futebol. O microfone é tão poderoso que é capaz de pegar todos os sons feitos pelos milhares de fãs no estádio, independentemente de se eles estão torcendo em voz alta ou silenciosamente mastigando um hotdog. No entanto, tão impressionante como este seria, sem o software de filtragem de áudio direito, você não seria capaz de fazer mais do que ouvir uma massa agregada, informe de ruído da multidão. Por si só, tal microfone não iria ajudá-lo a determinar, por exemplo, o que está sendo dito pela pessoa 77A assento.

O que você precisa não é apenas a capacidade de record esta informação, mas também para decode-lo e torná-lo útil. E rapidamente. Isto é o que a computação quântica poderia fazer usando suas habilidades superiores para ajudar a melhor processar a quantidade inimaginável de impulsos elétricos do cérebro que são necessários para compreender as intenções e pensamentos à medida que ocorrem.

“BCI precisa de controle em tempo real,” Miranda continuou. “Eu acho que a computação quântica pode fornecer a velocidade que precisamos fazer esse processamento... [Agora] não podemos descobrir o que toda esta informação confuso estamos recebendo com os meios de EEG. Se pudéssemos, então nós poderíamos começar a classificar os sinais e rotular certos comportamentos que nós temos força para produzir.”

Talvez se esforçando para produzir estes comportamentos nem sequer seria necessário. Como Azeem Azhar escreve em seu livro 2021 Exponential, a promessa de interfaces cérebro-computador é para ser capaz de “atividade Arranque neural de nossas cabeças, mesmo antes de ela forma no pensamento.” Assim como sistemas de recomendação - como os empregados por Spotify, Netflix e Amazon - procuram para nos mostrar o que queremos consumir antes nós decidimos mesmo para nós mesmos, assim também será BCIs ler os nossos padrões de pensamento pouco consciente e informações úteis extrapolar a partir deles.

Isso poderia estar controlando uma casa inteligente ou um robô, aparecendo a informação contextual certo no momento certo, ou o fornecimento de mais movimento de grão fino para uma prótese controlada por neural. Em caso de uso animal de estimação de Miranda, que ele está vindo a trabalhar há anos, isso poderia ajudar as pessoas com síndrome locked-in para melhor comunicar-se rapidamente com o mundo exterior.

O metaverso quântica?

Depois, há a possibilidade de usar o cérebro para interagir com ele mesmo um computador quântico, ao invés de apenas usá-lo para inicializar o processamento. “No futuro, pode ser possível para afetar estados quânticos em uma máquina quântica com estados mentais”, disse Miranda. “Eu não vou tão longe como dizer que vamos ser capaz de enredar o nosso cérebro com computadores quânticos, mas será capaz de ter uma comunicação mais direta com estados quânticos.”

Isso poderia ser a programação de um computador quântico não da maneira desajeitada da manifestação, mas simplesmente por pensar em uma saída desejada e deixar o programa da máquina o código certo instantaneamente. Imagine-o como computação evolutiva (onde você indicar uma saída desejada e deixe a figura máquina o caminho criativo para ele) em esteróides superposição.

Alguns dos pesquisadores do projeto também está animado com a perspectiva de criar o que eles chamam de um metaverso quântica. (E se você acha que o atual conceito de metaverso regular é difusa em torno das bordas, e tentar quebrar a cabeça em torno de seu equivalente quântico!). De alguma forma, porém, a idéia faz muito sentido. A. I. Pesquisadores há muito imaginavam - e, realmente, este sustenta toda a noção de verdadeira inteligência artificial - que o wetware do cérebro poderia ser recriado através de hardware e software. Desde pelo menos a década de 1990, alguns dos principais físicos e matemáticos têm argumentado que a natureza da consciência é, de fato, quantum.

Por exemplo, uma co-autoria de 2011 pelo renomado físico matemático Oxford Roger Penrose argumenta que "a consciência depende de cálculos quânticos orquestrados biologicamente em coleções de microtúbulos dentro dos neurônios cerebrais, que esses cálculos quânticos se correlacionam e regulamentar a atividade neuronal, e A evolução contínua de Schrödinger de cada computação quântica termina de acordo com o esquema específico de Diósi-Penrose (DP) de "redução objetiva" do estado quântico ".

"Há muito debate filosófico em dizer que o cérebro funciona como um computador quântico", explicou Miranda. "As pessoas estão sonhando que talvez seja possível que, se conseguimos conectar nossos cérebros com uma máquina quântica, então nos tornamos uma extensão da máquina ou a máquina se torna uma extensão do nosso cérebro".

(Miranda disse que ele não está pessoalmente "inteiramente convencido" pelo argumento que os cérebros agem como computadores quânticos.)

Passo um em uma longa jornada

Por enquanto, grande parte disso é distante - e afastando. Os avanços precisarão ser feitos em várias áreas: a disponibilidade de computadores quânticos (a demonstração descrita anteriormente foi realizada usando um computador quântico simulado), a utilidade dos algoritmos quânticos, melhorias contínuas na tecnologia de leitura cerebral e muito mais.

O próximo passo, disse o professor participante do Projeto Enrique Solano, diretor da pesquisa Quantum Technologies para a Ciência da Informação (Qutis), é "Ir para um íon trapado [Computador Quantum] ou um com base em Qubits Spin, que funcionam à temperatura ambiente e assegurar que as tempos de latência e coerência se tornem compatíveis ".

Abrir esta caixa de Pandora de computação quântica controlada pelo cérebro será difícil. Estamos falando de anos antes que isso se torne prático para mais do que apenas algumas demos promissoras. Mas as maiores inovações geralmente levam tempo.

"O cérebro é o objeto mais complexo que conhecemos agora no universo", disse Solano, tendências digitais. "Nesse sentido, se você conectá-lo a uma interface primitiva, você tem que aceitar um modelo simplificado com recursos biológicos e inteligentes mínimos".

Computação quântica pode ser a solução para esse problema. Bem-vindo à Rede Quantum Brain, de fato.

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