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脳は実は量子コンピュータなのか？人間の思考能力の源は？(分析・参考)

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人間の脳、実は量子コンピューターだった？

科学者が本気で実験を開始



【学校で習わない理科】実は呼吸は量子力学【ゆっくり解説】【雑学】



量子脳理論｜人の意識は宇宙空間と「量子もつれ状態」にある？

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『bing AIチャット』

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こんにちは！脳が量子コンピュータであるという仮説は、科学者の間で議論されています。脳内の神経伝達物質やシナプスでの発火が、量子もつれのネットワークを生み出しているかもしれません1. 一方で、この仮説に対する反論もあります。現在のところ、脳が量子コンピュータであるということは証明されていません23。ただし、脳の神経回路の構造や機能についての研究は進んでおり、脳の思考能力の源についての理解を深めることができています4。

ご参考までに、以下のYouTube動画では、脳と量子コンピュータについての解説がされています1。4: 量子コンピューターの登場で、人間の脳はどう変わるのか？2: 人間の脳、実は量子コンピューターだった？ 科学者が本気で考えている1: 脳は実は量子コンピュータなのか？ 人間の思考能力の源は？3: 人間の脳は量子計算をしているとの研究結果

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脳内での神経伝達物質やシナプスでの発火が、量子コンピューターのように量子もつれのネットワークを生み出しているかも しれません。 それを実験室で真似ようという試みもあります。 研究により、どのような結果が得られるかはわかりません。 量子コンピュータからのアプローチによって、脳で起きる、長期記憶や意識、感情や自意識のありかがわかるかもしれません。


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脳は実は量子コンピュータなのか？人間の思考能力の源は？

文字起こし


脳と量子コンピュータ
0:00
思考の正体人間の脳と量子コンピューター
0:03
の共通点と
0:05
は真実の目へよう
0:09
こそ私たち人間は身の周りにある他の物体
0:13
と同じように科学物質で構成されています
0:17
しかし石や机などが意識を持たない一方で
0:20
脳と呼ばれる科学物質の集合体は意識と
0:23
いう現象を生み出し思考するという能力を
0:27
持っていますなぜ脳は思考能力をさせる
0:30
ことができるのかこれは現在の科学者たち
0:33
にとって極めて複雑で難解な問いです
0:37
ところで皆さんは量子コンピューターと
0:39
いう名前を聞いたことはあるでしょうか
0:42
量子コンピューターは量子力学のユニーク
0:45
な性質を利用して従来のコンピューターで
0:47
は不可能な速度で複雑な計算や処理を行う
0:50
ことができる確信的な技術です近年ノート
0:54
量子コンピューターについて深く探る中で
0:57
これら2つの全く異なるシステムの間に
1:01
驚くべき類時点が発見されています今回は
1:05
我々の脳が本質的には量子コンピューター
1:08
なのではないかという仮説について考察し
1:11
ていきたいと思います是非最後までお
1:13
付き合いください
1:16
ねまずは量子コンピューターとは何か少し
量子コンピュータとは？
1:20
ご紹介します量子コンピューターは量子
1:23
力学の原理を応用して動作する
1:25
コンピューターのことです従来の
1:27
コンピューターはビットという単位で情報
1:30
を処理していますビットは0か1の値しか
1:33
取ることができませんが複数のビットを
1:36
組み合わせることで複雑な情報を表現
1:39
もしくは計算することができますこれに
1:42
対し量子コンピューターは量子ビットと
1:45
いう単位で情報を処理しています量子
1:48
ビットの最大の特徴は0と1の状態を同時
1:51
に存在させることができる重ね合わせと
1:54
いう量子力学的性質を持つ点ですつまり
1:58
量子ビットは0もしくは1を表すことに
2:01
加えて0と1両方の状態を同時に表すこと
2:05
もできますさらに量子ビットは量子もれと
2:09
いう現象も利用しています量子モレは複数
2:13
の量子ビットが相互に深く結びつき1つの
2:16
量子ビットの状態が他の量子ビットに即座
2:19
に影響を及ぼす現象を指しますこれらの
2:22
特性により量子コンピューターは高度に
2:25
絡み合った計算を効率的に行うことが可能
2:28
になりコンピューターと現代の
2:30
コンピューターの能力の差は現代の
2:33
コンピューターと昔のソバの間にある差と
2:35
同じくらい大きいと言われていますその
2:38
ため従来のコンピューターだと数万年もの
2:41
時間を必要とする計算や処理が量子
2:44
コンピューターなら一瞬で終わらせること
2:46
ができるようになりましたそのような高速
2:49
な計算や処理がどんな役に立つのか例を
2:52
上げてみます数年前Googleが量子
2:56
コンピューター分野で大きな薬を遂げたと
2:58
発表した直後ビットコインの相場が暴落し
3:02
ましたこれは量子コンピューターによる
3:04
高速な計算能力が暗号通貨の根幹となる
3:07
暗号化技術に重大な影響を与えるという
3:10
懸念から起きたものでした具体的に説明
3:14
すると量子コンピューターはビットコイン
3:16
の取引記録を改ざんできる可能性や
3:19
プライベートキーを解読して資産を不正に
3:22
取得できる可能性があると危惧されたの
3:24
ですそしてもっと身近な例として私たちの
3:28
SNSアカウントや銀行講座などの
3:31
パスワードも一瞬で解読できるほど量子
3:34
コンピューターの演算能力は恐ろしいほど
3:36
高度ですその計算処理能力を駆使して人工
3:41
知能医療研究科学研究様々な分野で革命を
3:45
起こすことができ人類の文明レベルは
3:48
間違いなく量子コンピューターの実用化に
3:51
よって1段階上がりますただし量子
3:54
コンピューターは現在開発の初期段階に
3:57
あり特定のタイプの問題でのみその高速な
4:00
計算能力を実現できますあらゆる計算や
4:04
処理でこの高速性を活用できる実用的な
4:07
段階に達するにはまだ数多くの技術的課題
4:10
が存在します量子コンピューターという
4:13
技術の開発発展は日々絶えず進んでいます
4:16
が実はその根本的な原理となっている部分
4:20
量子力学という学問あるいは理論には数
4:23
多くの未解決の問題が残っています正直な
4:27
ところ人類が量子力学の法を解明するまで
4:30
にはまだまだ途方もなく長い道のりがあり
4:33
ますただし理論の根本的な部分がはっきり
4:37
と分かっていなくても量子の挙動が分かっ
4:39
ていればそれを利用して量子
4:41
コンピューターを作ることが可能ですこれ
4:44
は量子力学に限った話ではなく例えば飛行
4:48
機もその飛行原理がまだ完全に解明されて
4:51
いるわけではないにもかわらず我々はその
4:54
原理を利用して効果的に航空機を設計し
4:57
運用することができていますこれはは実用
5:00
主義的アプローチプログラマてィと言い
5:02
ますしかし私たちは非行原理を完全に解明
5:07
していなくても安全かつ能率的に飛行機を
5:10
飛ばすことができますがそれに対して量子
5:13
コンピューター技術を完全に実現し効率的
5:16
に運用するためには量子力学についてより
5:19
深い理解が必要ですそこで我々が最初に
5:23
探らなければならないのは量子
5:25
コンピューターの超高速の処理能力がどこ
5:27
から来ているのかという疑問です先ほどご
5:31
紹介した量子ビットの0と1の状態を同時
5:34
に存在させることができるという話はこの
5:37
問題の答えではありますが本当に知りたい
5:40
のはもっと根本的なところですつまりなぜ
5:44
量子ビットは0と1の状態を同時に存在さ
5:47
せることができるのかということですこの
5:50
疑問の答えは量子コンピューターの力の皆
5:53
に触れるものでもあり同時に人間の脳が
5:56
なぜ高度な思考能力を持っているのかと
5:59
いう疑問の回答にもなりますそれでは今
6:02
からこの質問の答えを探りながらなぜ人間
6:05
の脳が量子コンピュータと同じだと言われ
6:08
ているのかその理由も見ていき
脳の思考能力の凄さ
6:11
ましょう私たち人間は非常に高度な思考
6:14
能力を持っているとされています普段
6:17
私たちはそれを当たり前のように駆使して
6:19
いるのでこれらの能力をすごいと意識する
6:22
ことはあまりありませんがここでは改めて
6:25
脳の機能がいかに高度なものか確認してみ
6:28
ましょう
6:29
[音楽]
6:32
私たちはこの現実世界に実在していない
6:35
物事を想像することができます例えば青い
6:39
リゴを想像してくださいと言われたら即座
6:42
にそのイメージを脳内で作ることができ
6:44
ますしかもその過程は複雑な計算や入力
6:48
変数の調整例えば特定のリゴの大きさや
6:52
密度などの要素を必要とせずに単に想像
6:55
するだけでこの世に存在しない青いりんご
6:58
について脳内で具体的なイメージを
7:01
作り出すことができますこの例から分かる
7:04
ように私たちの脳は基地の事実から確実な
7:07
答えを得る能力を持っているだけでなく
7:10
知らない情報や経験したことのない物事に
7:13
ついても感覚や勘で想像もしくは推測する
7:17
ことができますそれでは次にもう1つ例を
7:21
見てみ
7:24
ましょう2+2は4誰でもこの簡単な
7:28
足し算をに解くことができますしかし
7:32
私たちの脳が具体的にどうやってこの答え
7:35
を導いているのかそのメカニズムは未だに
7:38
完全には解明されていませんこれも人間の
7:41
脳が宇宙よりも複雑だと言われている油
7:44
です最近ある研究チームがこちらの研究で
7:49
人間の脳がどのようにして簡単な数学的
7:52
計算の答えを導き出しているのかについて
7:54
調査しましたこの研究によれば人間の脳は
7:58
簡単な算や引き算を行う際に脳の一部が
8:02
問題を理解しようとしている間に別の部分
8:05
が既に解決策に取り組み始めていることが
8:07
分かりましたこれを詳しく説明するとまず
8:11
私たちの脳には約1000億近くの
8:14
ニューロンが存在します2+2のような
8:17
単純な算数問題を解く際脳は通常の
8:20
コンピューターが行うように一部の
8:22
ニューロンを使って単純な1と0の2進法
8:25
で問題を解くのではなく多くのニューロン
8:28
を統合して複雑な処理を行っていますこれ
8:31
は従来のコンピューターが使用している
8:33
単純なバイナリの仕組みよりもはかに複雑
8:36
な脳の各部分が同時に並列処理を行う
8:39
プロセス
8:43
です人間は何か行動した後物事を終えた後
8:48
もし別の選択をしていたらどうなっていた
8:51
だろうと考える傾向がありますこれは人間
8:54
の特有の思考能力の1つで反事実的思考と
8:58
呼ばれます
9:00
実際には怒らなかったことについてもし
9:02
怒っていたらどうなっていたかを考える
9:05
これもまた人間特有の能力です例えばもし
9:09
別の学校に行っていたら今はどうなってい
9:11
ただろうもしこの人と結婚していなければ
9:14
今はどういう人生を送っているだろうと
9:17
いった思考です従来のコンピューター
9:20
もしくは人口知能はこのような思考能力を
9:22
持っていません以上であげたのは脳の機能
9:26
のほの一部ですがこれらの機能や能力に
9:29
ついて考えることでなぜ私たちの脳が量子
9:33
コンピューターと似ているのかが分かり
9:34
ます量子力学では量子の状態は確定して
9:38
おらずいくつかの可能性の重ね合わせ状態
9:41
にありますしかし観測を行うと量子は特定
9:46
の状態に収縮しますこれは観測されるまで
9:50
量子が複数の状態に同時に存在することを
9:53
意味しますが実際に測定すると1つの状態
9:56
に決まるという現象ですこれについての
10:00
詳しい説明は割愛しますがもっと深く知り
10:03
たい方は以前投稿した量子力学総集編
10:07
もしくは量子力学が示唆した世界の本質と
10:10
いう動画を見ればよく理解できます
10:13
マイクロスケールの世界に存在するこの
10:16
世界を構成する小さい量子がなぜ普段は
10:19
重ね合わせの状態にあり人間によって観測
10:22
されると瞬時に1つの確定した状態に収縮
10:26
するのかその理由は現段階で者たにもまだ
10:30
はっきりと分かっていませんこの現象の
10:32
背後に隠されている何らかの根本的な法則
10:36
やメカニズムは現代物理学の最大の謎の1
10:39
つなのですこの謎に対して1950年代に
10:44
物理学者のヒューエベレットが他世界解釈
10:47
という仮説を提唱しましたこの仮説による
10:50
と漁師が観測された時に収縮は実際には
10:54
起きておらず代わりに世界がその瞬間に
10:57
分岐して新たな世界がそこから生まれます
11:01
つまりある漁師が複数の状態にある場合
11:04
それぞれの状態に対応する異なる世界が
11:07
存在し観測を行うと我々はそのうちの1つ
11:11
の世界で生きることになり他の可能性は他
11:14
の世界で実現されるということです一見
11:18
非常に大胆な仮説ですが特に最近になって
11:22
この他世界解釈は科学会で多くの指示を
11:25
得るようになっていますではこれは量子
11:28
コンピューターや私たちの脳とどういった
11:30
関係があるのでしょうか他世界解釈の内容
11:34
に沿って量子コンピューターの力の源を
11:36
解釈してみると次のような結論が得られ
11:39
ます先ほどご紹介した通り量子
11:43
コンピューターは量子ビットを利用して
11:45
計算を行っていますこれらの量子ビットは
11:48
1つの状態ではなく複数の可能性を同時に
11:51
重ね合わせて持っていますこれは複数の
11:55
可能性を探索することが可能であることを
11:58
意味します具体的には量子コンピュータ内
12:01
の量子ビットが複数の重ね合わせ状態を
12:04
取る際それぞれの状態は異なる世界の結果
12:07
を表していますそして量子には量子もれと
12:11
いう特性があり量子もれを持つこれらの
12:14
量子は異なる世界観の通信の道として機能
12:17
し全ての平行世界から情報を集めることで
12:21
超高速の計算を実現することが可能になり
12:24
ますさてここまでの話を念頭に次は脳の話
12:29
に移りましょうここからは今回の本題でも
脳と量子コンピュータの類似点
12:32
ある仮説私たちの脳は量子コンピューター
12:35
であるについてをお話ししていきましょう
12:39
この仮説を聞いて32く56という掛け算
12:43
さえ暗算できない私の脳が量子
12:45
コンピューターであるわけないだろうと
12:47
反論する人もいると思います確かに私たち
12:51
の脳は計算という面においてはそれほど
12:53
能力は高くありませんこれは人間の脳を
12:57
量子コンピューターのように機能させるに
12:59
は物理的な制約があるからですまず人間の
13:03
脳内は比較的高温で様々な科学的電気的
13:08
活動が絶えず行われていますこのような不
13:11
安定な環境では量子もれを安定して維持
13:14
することができないため量子
13:16
コンピューターのように複雑な計算を人間
13:18
の脳が行うことはできませんつまり人間の
13:22
脳は量子コンピューターが必要とするよう
13:24
な精密で安定した量子状態を維持するのに
13:28
敵た環境ではないため計算能力の点で言え
13:31
ば人間の脳はそれほど強力ではないという
13:35
結論になりますしかし私たち人間の認知
13:38
能力に関しては話が別です私たちの脳は
13:43
量子コンピューターのように複雑な計算を
13:45
行うのではなく量子的な特性を利用して
13:48
異なる種類の情報処理や意思決定を行う
13:51
ことができるのです先ほどご紹介した脳の
13:54
機能である並列処理イメージングそして反
13:58
的思考はその例ですさらに私たちの直感や
14:02
決断想像性などの単純な論理的思考だけで
14:06
は説明がつかない部分に関しても量子的な
14:09
特徴を持っています具体的にどういうこと
14:12
なのか反事実的思考で説明します先ほどの
14:16
例をご自身の頭の中でも思い浮かべてみて
14:19
くださいもし別の学校に行っていたら今は
14:22
どうなっていただろうもしこの人と結婚し
14:25
ていなければ今はどういう人生を送って
14:28
いるだろう
14:29
そのように考えた際様々なシナリオが想像
14:32
されるはずですこのプロセスは量子ビット
14:36
が複数の可能性を同時に重ね合わせて持つ
14:39
量子コンピューターの機能に類似してい
14:41
ます具体的にはもしこの人と結婚してい
14:44
なければと考えている時私たちはその選択
14:48
がもたらすであろう様々な結果や状況を心
14:51
の中で同時に探索し評価しますこれは量子
14:56
コンピューターが複数の計算結果を同同に
14:58
探索するプロセスに似ていますさらに
15:01
私たちの日常生活での決定や想像的な思考
15:05
においてもこのような反事実的な想像力が
15:08
重要な役割を果たしています例えば創造的
15:12
なプロジェクトを考える時や重要な決定を
15:15
下す時に私たちは様々な可能性や選択肢を
15:19
頭の中で模索し最適な選択を導き出そうと
15:23
しますこれらの過程は私たちの脳が量子
15:26
コンピューターのように複雑な計算をを
15:28
行っているわけではないにしても量子力学
15:31
的な性質をある程度利用してより複雑で
15:34
想像的な思考を可能にしていると考える
15:37
ことができますまた脳のイメージングや
15:40
並列処理といった機能も量子
15:43
コンピューターの概念と関連しています目
15:45
に見えない物事や場面を心の中で資格化
15:49
するイメージングという人間の能力は量子
15:52
コンピューターが様々な状態の重ね合わせ
15:54
を通じて複数の可能性を同時に探索する
15:57
ことに似ています
15:59
並列処理も脳が複数のタスクや情報を同時
16:02
に処理する能力を示しこれも量子
16:05
コンピューターが同時に多数の計算を行う
16:08
能力と類似していますさらに興味深いこと
16:11
に先ほどもお話ししましたが量子
16:14
コンピューターの超越した計算能力の源の
16:17
1つの仮説は量子もれを通じて異なる世界
16:20
観から情報を集めているのだという発想
16:23
ですが人間の脳も同じ仕組みであるのなら
16:26
私たちが今までの人生で想像してきた全て
16:29
のことは1つ残らず他の平行世界で実際に
16:33
起きてきたことだという理屈になります
16:36
同時に私たちがいるこの世界で起きている
16:38
ことも他の平行世界にいる別の自分が脳内
16:42
で想像した1つのシナリオなのかもしれ
16:44
ませんこの観点で見ると私たちが行う創造
16:48
的な思考直感的な決断などは単なる脳内の
16:52
科学的反応や電気的活動にとまらず量子
16:56
レベルでの複雑な情報処理と深く結びつい
16:59
ている可能性があります例えばある
17:02
アイデアやインスピレーションが突然
17:03
ひらめく時それは単に脳内のランダムな
17:07
思考プロセスの結果ではなく実際には量子
17:10
レベルで異なる可能性の組み合わせや情報
17:13
の集約が行われているのかもしれません
17:16
このようなプロセスが私たちの創造性や
17:19
独創的な思考を可能にしているのですそう
17:22
であればある意味科学者や芸術家たちは
17:25
創造者ではなく無数の平行世界にある既存
17:28
の知識や情報の発見者であると言える
17:31
でしょうそしてもしこの仮説が正しいので
17:34
あれば必然的にもう1つの疑問が
17:37
浮かび上がってきますそもそもなぜ私たち
17:40
の脳は量子力学を利用して思考するの
17:43
でしょうか考えられる答えはエネルギー
17:46
効率です人間の脳はわずか20W程度の
17:50
消費エネルギーで機能しておりこれは一般
17:53
的な電球1つが消費するエネルギー量と
17:56
同じですしかしその極めて小さな
17:59
エネルギーで脳は膨大な量の情報を処理し
18:02
複雑な認知作業を行うことができますなぜ
18:06
そんなことが可能なのか考えられる理由は
18:09
脳が量子物理学の特性を利用しているから
18:12
です例えば脳内の約800億本の神経繊維
18:16
を通る信号を強化するためには直作の膜に
18:19
あるチャネルでイオンを動かす必要があり
18:21
ますこのような作業は古典物理学に基づい
18:25
て考えればわずか20Wのエネルギーでは
18:28
実行できないとされていますしかし量子
18:31
力学の特徴を利用することで脳が持つ限ら
18:34
れたエネルギーの範囲でこれを達成する
18:37
ことが可能になります実際のところ脳内の
18:40
様々な活動は量子力学の特徴を持っている
18:43
のではないかという研究結果も多数発表さ
18:46
れていますいつか機会があればそれらの
18:49
研究もご紹介したいと思いますもちろん
18:52
以上はあくまで僕の個人的な推測に過ぎ
18:55
ませんがもしこの仮説が正しいとすると
18:58
私たちが日々経験する意識の奥深さや複雑
19:01
さは私たちの脳が容姿レベルで様々な可能
19:05
性や情報を統合していることの結果である
19:08
とも考えられますこれは人間の意識や認知
19:11
に関する研究に対し新たな方向性を示唆し
19:15
ているのかもしれませんそしてもう1点
19:18
興味深い話少し怖い考えでもありますが
19:22
いつか量子コンピューター技術が理論上
19:24
完璧な水準にまで進化したらそれらの
19:27
コンピューターは人間の脳の認知能力に
19:29
加え高度な計算能力をも持つことになり
19:32
ますつまりそれらは人間の知性を大きく
19:36
超越した存在になるということですその時
19:40
の人類社会がどのようになるのかも非常に
19:42
気になるところ
19:45
ですそれでは今日もご視聴ありがとう
19:48
ございまし
19:50
た

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