Exploration de l'informatique quantique dans le cerveau humain

Les atomes de phosphore dans notre corps ont le spin nucléaire nécessaire pour agir comme qubits biochimiques.

Scientifiques étudient spin nucléaire et dynamiques nano-amas molécules Posner sphériques, qui pourraient jouer rôle qubits neuronaux.

Projet Quantum Brain

Équipe internationale dirigée par UC Santa Barbara étudie potentiel cerveau humain pour calcul quantique. Selon Matthew Fisher, physicien théorique UCSB, possible que nous effectuions traitement quantique dans notre propre cerveau.

Concept pas entièrement nouveau. Étudié depuis un moment. Fisher : ensemble unique clés biologiques pouvant employer calcul quantique dans cerveau.

Jusqu'ici : calcul quantique basé atomes/ions gelés, défauts diamants, jonctions supraconductrices. Cette étude (Quantum Brain Project) cherche données expérimentales questions bizarres : « sommes-nous ordinateurs quantiques ? »

Subvention 1,2M $ sur 3 ans. Pourrait mieux comprendre fonctionnement cerveau → nouveaux traitements mentaux.

Quel que soit résultat, avancées significatives : chimie solution intrication quantique, catalyse biochimique, biomatériaux, troubles humeur humains.

Calcul quantique

Dépend comportement atomes/ions en superposition. Au lieu bits, particules = qubits : valeur 1, 0, ou les deux simultanément.

Comme bits numérique traditionnel, ensemble qubits crée réseau encodage, stockage, transmission information. Ordinateurs quantiques : qubits créés/maintenus très basses températures, environnement hautement isolé/contrôlé.

Cerveau humain : chaud, pas environnement parfait effets quantiques (mouvement thermique atomes/molécules).

Traitement quantique dans cerveau humain

Selon Fisher : spins nucléaires (cœur atome, pas électrons proches) fournissent quelque chose d'inhabituel — non étudié jusqu'ici.

Spins nucléaires bien isolés stockent données quantiques heures (peut-être plus). Atomes phosphore (1% éléments corps) ont spin nucléaire nécessaire → qubits biochimiques.

Équipe recherche surveille propriétés quantiques phosphore. Spécifiquement : intrication entre deux spins nucléaires phosphore liés formant molécule.

Source : RSC publishing | doi:10.1039/C7CP07720C | UC Santa Barbara

Équipe NYU : spin nucléaire et dynamiques nano-amas molécules Posner sphériques. Déterminer si molécules protègent spins nucléaires qubits biochimiques. Focus dissociation et liaison par paires Posner → traitement données quantique non-local.

Équipe TU Munich : rôle mitochondries couplage/intrication quantique. But : savoir si ces organelles double-membranes (signalisation cellulaire, métabolisme) utilisent réseaux tubulaires transférer molécules Posner entre neurones.

Fusion/fission mitochondries → intrication quantique inter/intracellulaire non-locale. Dissociation Posner → libération calcium, activation libération neurotransmetteur, tir synaptique = réseaux neurones quantique-coupés.

Détails techniques

Structure et empreinte spectroscopique Posner investiguées. Stables vide, symétrie S6. Spectre vibrationnel calculé = empreinte spectroscopique, aide détection expérimentale Posner.

Cations impuretés remplacent calcium central → croissance osseuse et propriétés spin phosphore. Démontré : Posner candidat prometteur spins nucléaires protégés (décohérence environnementale), implications imagerie médicale et calcul quantique NMR état liquide.

Numéro quantique pseudo-spin identifié → encode données quantiques cohérentes Posner, pourrait fournir technique intrication degrés liberté rotationnels (Posner) avec spin nucléaire. Central rôle Posner comme qubit biochimique concept cerveau quantique.