幾十年來，科學家們一直在探索人腦的計算和思考機制。但人腦的構成太過復雜，包含幾百億個神經元，相當于上萬億塊芯片，我們很難一探究竟。

因對黑洞的研究貢獻而獲得諾貝爾物理學獎的羅杰·彭羅斯曾大膽地提出「量子意識」觀點，即人腦本身就是量子結構，或者說是量子計算機。但這一觀點一直備受質疑。

近期都柏林圣三一大學的一項研究表明我們的大腦執行的是量子計算，該研究認為人腦中存在與意識相關的大腦功能介導的糾纏。如果這些大腦功能必須以非經典的方式運作，那么這意味著意識是非經典的，即大腦的認知過程涉及量子計算。

論文地址：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2399-6528/ac94be

研究團隊主要成員、都柏林大學神經科學研究所 (TCIN) 首席物理學家 Christian Kerskens 博士介紹說：「我們的思路是從證明量子引力存在開始的。如果已知一個量子系統，與未知系統相互作用，并且已知系統糾纏在一起，那么未知系統也一定是一個量子系統。」這種方法讓該研究避開了為一無所知的東西尋找測量設備這一難點。

大腦進行量子計算也可以解釋為什么我們在不可預見的情況、決策或學習新事物方面能勝過超級計算機。我們來看一下這個研究是怎么進行實驗和分析的。

研究概述

brain water 是指大腦中自然存在的流體，該研究使用 brain water 的質子自旋作為已知系統。質子自旋可以使用磁共振成像（MRI）來測量，然后使用特定的 MRI 設計來尋找糾纏自旋，該研究發現 MRI 信號類似于心跳誘發電位。

然而，基于多量子相干（MQC）的核磁共振無法檢測到大腦中的誘發腦電信號，因為這些信號與任何經典的核磁共振信號都沒有相關性，該研究猜想這說明大腦中存在量子糾纏。

Kerskens 博士說：「如果量子糾纏是唯一可能的解釋，那么這意味著大腦的思考過程必須與核自旋相互作用，調節核自旋之間的糾纏。因此，我們進一步推斷出大腦在做量子計算。」

該團隊的研究結果將進一步做更多的證明工作，這可能需要先進的多學科方法。除了幫助我們認識大腦的工作原理，人們還將利用更深層的研究發現構建更先進的量子計算機。