Teóricamente, ¿cómo podrían las computadoras cuánticas ayudar a los neurocientíficos a comprender el cerebro humano?

Seguir los dos campos de cerca como no especialista; No existe una relación obvia entre la computación cuántica y la neurociencia. La especulación de Penrose de una base cuántica para la acción del cerebro, no con pie, los efectos cuánticos no son necesarios para explicar las funciones fundamentales del cerebro.
El video de Neven parece ser un caso persuasivo para los efectos cuánticos que posiblemente sean parte del fenómeno de la mente / cerebro. Sus argumentos no suman ni restan de mi voluntad personal de aceptar las especulaciones de Penrose como plausibles pero dudosas. La primera parte del video de Neven parece ser un buen resumen de los desarrollos relevantes en la teoría de la mente / cerebro.
Su postulado de caja cuántica recuerda la parábola de Michael Graziano del paciente que estaba convencido de que una ardilla vivía en su cerebro.

Un amigo psicólogo, dice Graziano, una vez tuvo un paciente que estaba convencido de que tenía una ardilla atrapada dentro de su cabeza. No es una imagen mental de una ardilla, sino una imagen real, dentada y de cola espesa, revoloteando alrededor de su cráneo. El hombre estaba seguro de que la ardilla estaba allí, aunque eso desafiaba toda lógica. Princeton Alumni Weekly: en nuestras cabezas

¿En qué se diferencia la nueva iniciativa de computación cuántica de Google del enfoque de D-Wave? Incluye mi especulación de que el interés de Google en la computación cuántica se basa tanto en su búsqueda del aprendizaje automático como en el simple avance de la tecnología. En el RCA que desarrollaba sistemas de lectura óptica de caracteres, nos referimos a los intentos de diseñar sistemas para el reconocimiento de caracteres emulando procesos mentales inferidos como el enfoque del ornitóptero. De forma análoga al diseño de un avión modelándolos según las aves. Dada la probabilidad de que una computadora cuántica adiabática a la onda D pueda permitir un avance significativo en el aprendizaje automático, la idea de inferir de tal avance, un papel para los procesos cuánticos en la mentalidad humana es una especie de enfoque de ornitóptero invertido.

La computación cuántica de hoy se esfuerza por factorizar el número 15. Se necesitarían al menos décadas de mejora en las tasas de ley de Moore, tasas que fueron impulsadas por enormes ganancias de la capacidad de resolver nuevos problemas, no solo dar formas interesantes de resolver viejos problemas, antes de que usted tenía el control de calidad a una escala lista para ayudar a comprender incluso los problemas más simples de plegamiento de proteínas. ¿El cerebro? De ninguna manera.

Y, francamente, el juego de palabras sobre los misterios cuánticos que están conectados con los misterios de la conciencia es ridículo en todos los niveles.

• La física cuántica es extraña, pero en realidad no es un gran misterio. La matemática se entiende bastante bien, al menos en la medida en que se aplica a cualquier cosa fuera de los agujeros negros y el Big Bang.
• En un sentido físico, no hay forma plausible de que el enredo cuántico persista en las escalas involucradas en el cerebro.
• En un sentido biológico, no hay razón para que la evolución confíe una función tan crucial como la conciencia a algo tan frágil como el enredo cuántico.
• En un sentido filosófico, el entrelazamiento cuántico, la idea de que las cosas contradictorias pueden seguir siendo verdaderas siempre que permanezcan aisladas del mundo, es en realidad lo opuesto a la conciencia: la capacidad de nuestro cerebro para reflejar cosas sobre el mundo que lo incluye y tomar decisiones sobre esa base.

Lo siento. Comparto la sensación de asombro sobre la física cuántica y la ciencia del cerebro, así que entiendo por qué preguntas como esta son fascinantes, y no pretendo ser grosero con esto. Pero simplemente no hay una buena conexión entre estas ideas.

Los neurocientíficos ya tienen una muy buena comprensión del cerebro humano sin computadoras. Las computadoras cuánticas son en su mayoría exageradas en este momento, se desconoce si alguna vez podrán realizar los tipos de predicción y modelado complejos que sugiere en su pregunta, ni hay ninguna garantía de que esas predicciones sean más útiles que las que se hacen normalmente. procesadores Agregar más datos a un problema a menudo hace que sea más difícil de resolver, y debido a las reglas de probabilidad, cuantas más predicciones ejecute, más pronósticos erróneos generará. El uso predominante para las computadoras cuánticas es romper el cifrado que requiere más de mil millones de conjeturas para resolver. Este es un tipo de problema muy específico con solo una respuesta correcta de miles de millones de opciones posibles. Ese tipo de computación probablemente no sea muy útil para el modelado biológico.

Más ciencia y más matemáticas pueden empujar a los investigadores a avanzar mucho en su investigación.
Pero en esta pregunta hay 2 preguntas no compatibles,
Primero: La Neurociencia y la medicina actual están lejos de comprender que el cerebro humano gobierna, controla y escanea permanentemente el cuerpo humano.
La neurociencia actual no tiene imaginación sobre el dominio funcional del cerebro humano, este campo no comprende que el cerebro humano está funcionando en el dominio del tiempo.
Segundo: todo tipo de computadoras hechas por humanos son secuenciales,
Las computadoras se basan en el conteo cuantitativo, la búsqueda de todos los procesadores hechos por humanos son secuenciales.
En el enfoque secuencial y cuantitativo tenemos un límite,
En el dominio del tiempo, los límites de las computadoras no son importantes y no son relevantes.
Sí, el cerebro humano es un sistema de hipercomputación, pero en el dominio del tiempo.

Deberías pensar fuera de la caja.

Por el momento, no estamos en ese punto. Todavía estamos a punto de que la computación cuántica sea un tema de investigación por derecho propio.

Una vez que se establece que se pueden hacer computadoras cuánticas (más allá del tipo de afirmaciones y contrademandas que rodean a las máquinas D-Wave) … y posteriormente comienzan a usarse como una herramienta de rutina en el laboratorio … solo entonces, comenzarán a hacer caminos en el tipo de tema que mencionas.

Hasta cierto punto, mi respuesta es un poco tautológica. En esencia, digo que es solo cuando las computadoras cuánticas comienzan a establecerse como herramientas de rutina, que podrán usarse como herramientas de rutina.

Uno de mis problemas es con la palabra “teóricamente” en su pregunta: es solo cuando las computadoras cuánticas comienzan a establecerse como herramientas de rutina que realmente comenzaremos a encontrar para qué se pueden usar. Podemos estar seguros de que saldrán de cosas nuevas, pero no está claro cuáles serán.

Lo siento por una respuesta tan suave.

Esos “reclamos” deben volverse a etiquetar como “esperanzas”, “sueños” o “aspiraciones” porque es predominantemente no probado, pastel en el cielo BS y algunos obstáculos realmente serios que pueden ser callejones sin salida.

Si la teoría subyacente no es sólida, toda la charla presuntuosa como si ya existiera no cambiará nada.

Hay una versión de “Quantum Computing” que es real y viable y que es la construcción de materiales reales átomo por átomo y no tiene nada que ver con la magia cuántica espeluznante. (las cosas que no funcionan)

Este es un buen artículo de un profesor de ingeniería de seguridad en Cambridge:

[1301.7351] Por qué la computación cuántica es difícil

No veo las computadoras cuánticas como una herramienta útil o necesaria para mapear la forma en que funciona un cerebro en este momento, sin juego de palabras. Será una cantidad increíble de pruebas de circuitos pasados ​​de moda para mapear la red neuronal. EEG de lujo, grabaciones de neuronas individuales, MEG, (magnetoencefalografía), resonancias magnéticas funcionales y PET con micro resolución y similares serán mucho más importantes. Una vez mapeada, una computadora ordinaria funcionará hasta que lleguemos a algunas de las habilidades más complejas de la conciencia. Entonces verémos. No puedo esperar

Personalmente no veo ninguna sinergia entre los dos. Se considera que las computadoras cuánticas son buenas en cosas como la factorización prima y otros problemas discretos precisos, que no tienen mucho que ver con el desordenado software analógico de tu cerebro.

La computación cuántica tiene un largo camino por recorrer antes de ser utilizada legítimamente para ayudar a otros campos de investigación. No diría que es imposible que en un futuro lejano una computadora cuántica pueda ayudar a nuestra comprensión del cerebro de una forma u otra, simplemente no me entusiasmaría con eso pronto.