컴퓨팅
뇌는 양자 컴퓨터인가? 새로운 통찰력에 따르면 그럴 수도 있습니다
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뇌는 시계인가, 아니면 컴퓨터인가?
의식, 더 높은 수준의 사고, 뇌의 작동 방식은 오늘날에도 여전히 미스터리입니다. 역사를 통해 인간 정신의 기능이 보여졌습니다. 일반적으로 당시 가장 앞선 기술을 사용하여 다양한 비유를 통해.
고대 그리스인들은 그것을 물시계로 보았습니다. 나중에 사상가들은 체액의 움직임, 기계식 시계, 전기 회로에 의해 동력이 공급된다고 믿었습니다. 오늘날 우리는 이를 전기 신호로 구동되는 매우 강력한 컴퓨터로 보고 있으며, 각 뉴런은 일종의 생물학적 트랜지스터입니다.
실제로는 "생물학적 컴퓨터"를 포함한 이러한 설명 중 어느 것도 뇌가 작동하는 방식을 완전히 설명하지 못합니다.
예를 들어, 뇌의 계산 능력은 12~25와트의 전력만으로 작동하는데, 이는 LED 조명에 전력을 공급할 만큼 충분하지 않습니다. 대조적으로, Nvidia의 AI 칩 하나는 훨씬 적은 "사고" 용량을 위해 250-700W를 소비합니다.
또한 "더 많은 컴퓨팅 성능"이 실제로 현재 LLM(Large Language Models)처럼 단순한 추측을 뛰어넘어 복잡한 사고와 추상적 추론을 생성하는 데 대한 답인지도 불분명합니다.
이것이 바로 다른 이론, 특히 양자 효과가 의식의 출현에 책임이 있다는 이론이 제안된 이유입니다.
뇌는 양자인가?
펜로즈의 지원
뇌의 기능과 의식은 양자 파동함수의 붕괴와 같은 양자 효과로부터 파생된다는 ‘양자 의식’이라는 이론이 있다.
이는 입자가 동시 특성 상태에서 하나의 정의된 특성을 갖는 보다 "정상적인" 상태로 이동하는 양자 물리학의 이상한 부분입니다. 특히나 대중화되면서 슈뢰딩거의 고양이 개념.
출처: 위키 백과
양자의식 이론은 유명한 물리학자인 로저 펜로즈 경(Sir Roger Penrose)이 옹호했습니다. 천체 물리학과 블랙홀의 수학적 모델링에 대한 공로로 2020년 노벨 물리학상을 수상했습니다..
출처: 노벨상
펜로즈는 자신의 전문 분야는 아니지만 세계적인 천재라는 명성 덕분에 이 아이디어에 어느 정도 관심을 가졌습니다.
미세소관 계산
펜로즈의 이론은 세포의 "골격"을 형성하는 미세소관이라고 불리는 뉴런의 구조에 중점을 두고 있습니다. 이러한 구조는 궁극적으로 의식을 초래하는 계산을 수행하는 데 필수적입니다. 이 아이디어는 첫 출판 재활용률.
이 이론은 또한 전신 마취가 어떻게 작용하는지 설명하십시오. 거의 100년 동안 사용되었음에도 불구하고 여전히 의문이 남아 있습니다. 그것은 튜불린의 양자 효과를 손상시킴으로써 작동할 것입니다., 의식을 차단하지만 무의식적인 뇌 활동은 차단하지 않습니다.
또한 다음 42분짜리 비디오에서 펜로즈 경이 자신의 이론을 직접 설명하는 모습을 볼 수 있습니다.
비판
뇌에서 양자 컴퓨팅이 일어난다는 생각은 과학계의 많은 부분에서 즉각적으로 비판을 받았습니다. 주요 문제는 양자 얽힘과 양자 파동함수의 붕괴가 매우 특수한 환경, 즉 일반적으로 순수 원소, 진공 및/또는 절대 영도보다 몇 도 정도 높은 매우 낮은 온도에서만 관찰될 수 있다는 것입니다.
이는 주제에 대한 기사에서 설명했듯이 현재 양자 컴퓨터에 필요한 조건 유형이기도 합니다.양자 컴퓨팅의 현황".
유기체의 뇌는 양자 계산을 수행하기에는 너무 따뜻하고 너무 복잡한 매체입니다.
뇌 속의 일련의 양자 발견
유기물의 지저분한 맥락에서 어떤 양자 현상도 일어날 수 없다는 생각은 점점 더 도전받고 있습니다.
우리는 이미 새들이 북쪽을 찾아 이동할 수 있게 해주는 자기 감각이 그러한 양자 효과와 연관되어 있다고 의심하고 있습니다.
이러한 라디칼이 결국 반응하면 결과는 자기장의 강도와 방향에 따라 달라집니다. 새는 북쪽과 남쪽을 구분할 수 있는 방식으로 이에 민감하다고 생각됩니다. 라디칼 쌍 전자가 얽혀 있기 때문에 이 과정은 고도로 양자적입니다. 즉, 어느 정도 떨어져 있더라도 단일 양자 물체로 작용한다는 의미입니다.
무서, “급진적 의식 이론?”
최근 측정
2022년에는 뇌의 양적 신호가 "심장박동 유발 전위"(HEP)와 상관관계가 있다는 실험이 입증된 것 같습니다.. 이는 인체에서 양자 얽힘이 가능하다는 것을 보여줄 수 있습니다.
(양자 얽힘 2개의 입자가 함께 쌍을 이루고 신호가 없고 빛의 속도보다 빠른 경우에도 서로 "통신"할 수 있는 경우입니다.
보다 최근인 2024년 XNUMX월, 뇌에 대한 새로운 통찰력은 이전에는 불가능하다고 생각되었던 뉴런에 적어도 일부 양자 효과가 존재할 수 있음을 보여주었습니다.
좀 더 정확하게는 '현상'이라고 합니다. 초광휘. "라는 제목의 출판물에서생물학적 구조에서 트립토판의 메가 네트워크에서 나오는 자외선 초복사“그들은 뉴런 튜불린과 같은 아미노산 트립토판으로 만들어진 큰 구조가 초광휘를 나타낼 수 있음을 보여줍니다.
출처: ACS 출판물
마이크론 규모 구조에서 안정적인 양자 효과를 나타내는 것은 전례가 없는 일이며, 특히 살아있는 세포의 생물학적 분자처럼 복잡하고 "잡음이 많은" 물질의 경우 더욱 그렇습니다.
어쩌면 더 나아가, 일부 과학자들은 초방사선을 사용하는 홀로그램 시스템을 통해 유기 뇌의 기억이 생성된다고 제안하고 있습니다..
그렇다면 뇌는 양자 슈퍼컴퓨터인가?
아직 확실하게 말하기는 이르다. 그러나 튜불린에서 초방사선(superradiance)이 발견됨에 따라, 양자 효과가 뉴런의 하부 구조에서 작용할 수 없다는 주요 주장은 심각하게 약화되었다.
펜로즈의 이론에 따르면, 이 관찰에서 의식이 "중력에 의해 유발된 양자 파동함수 붕괴"의 결과임을 입증하는 데는 여전히 상당한 격차가 있습니다. 그럼에도 불구하고, 최근 발견은 뉴런이 광섬유와 같은 광학 신호를 통해 정보를 전송할 수 있음을 의미합니다.
이는 뉴런의 신호 전달이 뉴런의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 막을 가로질러 이동하는 이온과 관련이 있다는 보다 일반적으로 이해되는 아이디어를 대체할 것입니다.
초복사(Superradiance)는 피코초(10억분의 1밀리초) 범위에서 발생하는 매우 빠른 현상입니다. 이는 이 효과를 통해 전송되는 모든 신호를 화학적 프로세스만으로 허용되는 것보다 수억 배 더 빠르게 만들 수 있습니다.
어플리케이션
신경 퇴행성 질환
매혹적이긴 하지만, 그러한 발견을 직접적으로 적용하는 것이 무엇인지는 분명하지 않을 수 있습니다.
알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환을 이해하고 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다.
알츠하이머병은 높은 수준의 산화 스트레스와 관련이 있습니다. 즉, 신체가 많은 수의 자유 라디칼을 가지고 있을 때 발생하는 산화 스트레스로, 이 자유 라디칼은 해로운 고에너지 자외선 입자를 방출합니다.
트립토판은 이 자외선을 흡수하여 더 낮고 안전한 에너지로 다시 방출할 수 있습니다. 그리고 이번 연구에서 밝혀진 바와 같이, 매우 큰 트립토판 네트워크는 강력한 양자 효과로 인해 이를 더욱 효율적이고 강력하게 수행할 수 있습니다.
출처: 양자 내부자
이것은 실제로 새로운 이론은 아니지만, 1989년부터 알츠하이머병과 관련이 있다고 추정되는 미세소관. 타우 단백질은 미세소관에서 분리되어 질병의 다른 타우 분자에 달라붙어 결국 연결되어 뉴런 내부에 엉킴을 형성하는 실을 형성하는 것으로 알려져 있습니다.
퀀텀 컴퓨팅
지저분한 환경에서 살아남는 양자 효과의 증명은 우리가 이러한 현상에 대해 알고 있다고 생각했던 모든 것에 도전합니다.
이는 신흥 분야인 양자 컴퓨팅에 매우 중요할 수 있습니다. 양자 컴퓨터 개발의 주요 장애물은 양자 효과가 "정상적인" 물질로 붕괴되지 않고 계속 진행되도록 하는 것입니다.
지금까지 유일한 전략은 큐비트를 저장하기 위한 초저온 특수 환경을 만드는 것이었습니다. 이는 기술적 과제이자 에너지 집약적이며 이러한 유형의 컴퓨팅의 복잡성과 가격을 높입니다.
"이 새로운 결과는 개방형 양자 시스템 및 양자 계산 분야의 대규모 연구자 커뮤니티에 흥미로울 것입니다. 왜냐하면 이 연구에 사용된 이론적 방법은 시끄러운 환경에서 복잡한 양자 네트워크를 이해하기 위해 해당 분야에서 널리 사용되기 때문입니다."
이는 차세대 양자 컴퓨터를 위한 보다 효율적이고 안정적이며 에너지 집약적인 프로세스를 위한 길을 열어줍니다.
또 다른 옵션은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 강력한 현상으로 입증된 초복사를 활용하는 것입니다.
“단일 광자 초방사선은 양자 정보를 저장하기 위한 새로운 도구를 제공할 것을 약속하며, 이 연구는 완전히 새롭고 다른 맥락에서 그 효과를 보여줍니다.
우리는 앞으로 수년 동안 생명체의 양자 효과에 대한 영향을 면밀히 조사할 것입니다.”
따라서 언젠가는 컴퓨팅 자체가 미크론 규모의 양자 효과를 기반으로 할 수 있을 뿐만 아니라 메모리/정보 저장도 초복사를 사용할 수 있습니다.
생물학적 컴퓨터
마지막으로, 뉴런이 실제로 어떤 형태로든 일종의 양자 컴퓨팅을 수행할 수 있다면 이는 대뇌 유기체의 잠재력을 변화시킬 수 있습니다. 이는 현재 신경퇴행성 질환 및 뇌 전반에 대한 생명공학 연구에 사용되는 인공적으로 성장한 뇌 조직입니다.
오가노이드는 실리콘 기반 칩보다 훨씬 더 에너지 효율적인 생물학적 칩 프로세서를 만드는 데 사용될 수 있습니다. AI가 전 세계 에너지 공급량의 점점 더 많은 부분을 소비할 것으로 예측됨에 따라, 이는 조만간 필수가 될 수 있습니다.
우리는 “대뇌 유기체 기술의 진보를 탐구했습니다.오가노이드 지능을 향한 의미 있는 단계가 이루어지고 있습니다.. "
양자 두뇌에 투자
과학의 최전선에 있는 아이디어로서 현재 이러한 발견을 직접적으로 적용할 수는 없습니다. 하지만 양자컴퓨팅과 뇌 오가노이드 관련 기업은 투자자가 이용할 수 있다.
다양한 브로커를 통해 양자 관련 기업에 투자하실 수 있으며, 여기에서 만나보실 수 있습니다. 증권.io, 최고의 브로커에 대한 권장 사항 미국, Canada, Australia, 영국, 다른 많은 나라들뿐만 아니라.
특정 양자 컴퓨팅 회사를 선택하는 데 관심이 없다면 다음과 같은 양자 컴퓨팅 ETF를 살펴볼 수도 있습니다. 디파이언스 퀀텀 ETF (QTUM) 이는 양자 컴퓨팅 산업을 활용하기 위해 보다 다양한 노출을 제공할 것입니다. 또는 "에 대한 기사를 볼 수 있습니다.최고의 양자 컴퓨팅 회사 5곳".
양자 및 신경 컴퓨팅 회사
1. 인텔
(INTL )
인텔은 주요 칩 생산업체이며 이러한 강점을 양자 컴퓨팅 분야에 활용하는 것을 목표로 하는 것으로 보입니다.
최근에 출시됐어요 '가장 진보된 실리콘 스핀 큐비트 칩' '터널폴스'. 주목할만한 점은 프로토타입이 아니라 웨이퍼 전반에 걸쳐 95%의 수율과 전압 균일성을 갖춘 대규모로 제작된 칩이라는 점입니다. 이는 초기 단계이자 빠르게 변화하는 산업에서는 현재로서는 찾아보기 힘든 양자 컴퓨팅 칩의 대량 생산의 길을 열어줍니다.
출처: 인텔
인텔은 뿌리에 충실하여 칩을 활용하는 소프트웨어도 개발하고 있습니다. 인텔 퀀텀 SDK이는 프로그래머가 인텔 양자 칩 설계와 호환되는 양자 컴퓨팅용 소프트웨어를 개발할 수 있는 지침을 제공하는데, 이는 역사적으로 인텔의 기존 칩 사업에 있어 매우 강력하고 수익성 있는 사업적 우위였습니다.
출처: 인텔
확장 가능한 양자 칩 제조의 출현은 다른 기술적인 과학적 혁신만큼 업계에 혁명적일 수 있으며, 비용을 절감하고 공통 프로그래밍 표준 및 칩 아키텍처를 설정합니다.
인텔은 이것이 컴퓨팅 산업에서 얼마나 강력한 힘이 될 수 있는지 경험을 통해 알고 있는 회사입니다. 1960년대 이후의 혁신과 관련 특허의 꼬리를 여전히 타고 있습니다.
2. BICO 그룹 AB (비코에스티)
뇌와 신경을 연구하는 한 가지 방법은 대뇌 오가노이드를 사용하는 것입니다. 인공적으로 만들어진 이 미니 뇌는 잠재적인 치료법에 대한 뉴런의 반응을 실험실에서 복제하는 데 사용될 수 있으며, 이는 연구자들이 실제 뇌 전체에 대한 치료법을 찾는 데 도움이 됩니다.
우리는 “오가노이드 지능을 향한 의미 있는 단계가 이루어지고 있습니다.. "
최근 훨씬 더 복잡한 대뇌 유기체가 위스콘신대학교 매디슨 캠퍼스의 연구원들에 의해 3D 프린팅되었습니다.. 그들은 그렇게 했습니다. 셀 링크 신경 과학 연구에서 이 기계의 새로운 잠재력을 열어주는 바이오 프린터.
출처: 셀 링크
2021년 셀링크는 비코그룹을 인수해 사명을 BICO그룹으로 변경했다. 시테나 2019 관련 시에니온 2020 인치
Cellink는 여전히 비즈니스의 바이오프린팅 부분에 대한 브랜드 이름입니다. 3D 프린팅 방법을 재사용하여 주문형 3D 조직이나 장기를 만드는 것이 아이디어입니다. ("에서 이 주제에 대한 토론을 읽을 수 있습니다.3D 프린팅 인간 장기 – 얼마나 현실적일까?").
바이오프린팅 약 1/5을 나타냅니다.th 비즈니스의 생명과학 자동화 부문 3/5 이상 벌기th 수익의.
출처: BICO Group AB
이 분야에서 Cellink만이 유일한 기업은 아니지만, Cellink는 분명 매우 진보된 바이오 프린팅 장비 제조업체입니다. Pr Zhang이 이 장비를 사용하여 이룬 성과는 신경학 연구에서 Cellink의 잠재력을 보여주는데, 신경학 분야에서는 아직 바이오 프린팅이 활발하게 사용되지 않고 있습니다.
장기적으로 바이오프린팅 기업들은 연구자들에게 도구를 제공하는 것에서 제약 회사의 바이오프린팅 치료제를 환자에게 공급하는 공급업체로 발전할 가능성이 높습니다. 이는 결국 사용되는 바이오프린터의 수와, 더 중요하게는 매달 판매되는 소모품의 양을 완전히 변화시킬 것입니다.
이는 게놈 시퀀싱 기계를 포함한 다른 바이오랩 장비 제조업체에서 발생한 것과 동일한 프로세스입니다. 팩바이오 (PACB) and 일루미나 (ILMN), 이는 반복적인 소모품 판매로 수익의 80%를 벌어들이고 있습니다.
컴퓨팅 및 양자 물리학 연구의 잠재력으로 인해 뇌 오가노이드 연구가 공격적으로 추진된다면 Cellink/BICO와 같이 이를 생산하는 회사에 매우 유리할 수 있습니다.
3. 파이널 스파크
2014년 Martin Kutter와 Fred Jordan이 설립하고 스위스에 본사를 둔 Final Spark는 훨씬 적은 에너지를 소비하는(실리콘 칩보다 1억 배 더 효율적) 생물학적 칩 프로세서를 옹호합니다.
As 스타트업 주장에 따르면 이미 테스트를 거쳤습니다. 10억 개의 뉴런 피부에서 추출한 살아있는 인간 뉴런으로 사고 기계를 만들기 위해 노력하고 있습니다.
이 스타트업은 정교한 세포 배양 기술을 활용하여 미래 창조를 위한 자립형 컴퓨팅 역량을 선보이고 있습니다. AI 모델.
Final Spark는 이제 클라우드를 통해 바이오컴퓨팅 용량에 대한 액세스를 제공하고 있습니다. Neuroplatform은 사용자당 월 $500의 요금으로 연구 기관에서 사용할 수 있습니다.
