Статья посвящена обзору достижений и планируемым исследованиям квантовых возможностей зрительной системы человек в продолжении темы затронутой в этой публикации. Исследования носят существенно междисциплинарный характер на стыке квантовой физики и когнитивной науки. Переведена с несущественными сокращениями, и снабжена автором перевода дополнительными материалами и комментариями по теме, имеющими самостоятельное значение.

КДПВ с просторов сети.

1. Введение

Специалисты по квантовой оптике уже давно интересуются зрительной системой человека, которая, вероятно, чувствительна к одиночным фотонам. Ранние эксперименты были ограничены некогерентностью излучения классических источников света, но эпоха настоящих однофотонных источников и настраиваемой статистики фотонов открыла новые области исследований, включая измерение квантовой эффективности палочек — сумеричных фоторецепторов глаз (около 33%) [1], и измерение статистики фотонов от различных источников света, в которых палочки используются в качестве сенсоров [2]. Недавний эксперимент предоставил лучшее доказательство того, что зрительная система может обнаружить один фотон [3], а в другом исследовали временную суммацию в зрительной системе для нескольких фотонов [4]. Эти достижения в исследовании однофотонного зрения предоставляют уникальную возможность изучения квантовых эффектов с помощью зрительной системы, включая суперпозицию и запутывание. В этой статье делается краткий обзор предыдущих исследований однофотонного зрения и текущих возможностей, а также предлагаются два эксперимента, для изучения восприятия состояния суперпозиции, и использования человека-наблюдателя в качестве детектора в тесте Белла.

Новые эксперименты раскрывают возможности крупномасштабных квантовых устройств

Исследователи впервые продемонстрировали квантовую запутанность в механических системах. Концепцию одного из таких экспериментов художник изображает, как световое поле интерферометра, «переносящего» запутанное состояние. Фото предоставлено: Институт нанонауки им. Кавли, Делфтский технологический университет / Мориц Форш.

Запутанность — противоречивая идея состоящая в том, что частицы могут быть связанными независимо от расстояния между ними. Это явление остается одним из самых странных и наименее понятных следствий квантовой механики. Если измерить квантовое свойство одной из пары запутанных частиц, то свойство другой мгновенно изменится.

Такие странные явления обычно возникают на субатомном уровне. Но недавно физики продемонстрировали запутанность и другие квантовые эффекты в крайних формах, наблюдая их в больших системах, включая облака атомов, квантовые барабаны, проводники и кремниевые чипы. Устройство за устройством они переносят квантовый мир на новую территорию — в макроскопический мир.

Объединение возможностей ИИ и наук о мозге обещает выгоды для обеих областей

Четан Пандаринах хочет дать людям с парализованными конечностями возможность оперировать предметами с помощью роботизированной руки так же естественно, как с собственной. Чтобы достичь этой цели, он собрал записи активности мозга у людей с параличом. Его надежда, которую разделяют многие исследователи, состоит в том, что можно установить закономерности электрической активности в нейронах, которые управляют движением руки, чтобы затем эти инструкции можно было подать на протез. По сути, это чтение мысли.

Результаты нового исследования искусственного интеллекта указывают на то, что зрительная система спонтанно создает чувство числа без предварительного опыта подсчета.

У людей и животных есть «чувство числа», врожденная способность подсчитывать количество объектов в сцене. Считается, что нейронной основой этой способности являются так называемые нейроны числа, которые реагируют на определенные числа и были обнаружены в мозге человека и животных. Исследователи долго задавались вопросом, формируются ли эти нейроны числа в мозге только благодаря способности видеть — и если да, то как? Теперь группа исследователей во главе с профессором Андреасом Нидером из Института нейробиологии Университета Тюбингена изучила происхождение чувства числа, используя искусственную нейронную сеть. Результаты показывают, что чувство числа возникает спонтанно в визуальной системе без какого-либо опыта в подсчете. Исследование было опубликовано в издании Science Advances.

Объективная реальность и сами законы физики возникают из наших наблюдений в соответствии с новой концепцией, которая переворачивает с ног на голову то, что мы считаем фундаментальным.

Софи Хебден
FQXi Awardees: Маркус Мюллер ¹
18 января 2019 г.


Творение космоса.
Credit: Юрий Акурс, iStock

Потоки данных скоро будут передаваться прямо в наш мозг, что позволит нам по-новому взглянуть на мир

Не желаете добавить себе новые разновидности ощущений? Эта идея требует пояснений. Главное что нужно понимать — наш мозг заточен в тишине и темноте внутри черепной коробки. Все чем он располагает электрические и химические сигналы, передающиеся между нервными клетками, он ничего не видит, не слышит и не касается. Независимо от того поступает ли информация в виде волн сжатия воздуха исполняемой симфонии, световых волн отражаемых заснеженной скульптурой, молекул летучих веществ испарившихся с яблочного пирога, или боль от укуса осы, все это представлено в клетках мозга потоками электрических импульсов. И в первом приближении все выглядит одинаково.

Привет, Хабр! Представляю вашему вниманию перевод статьи Physics Makes Aging Inevitable, Not Biology. Автор Peter Hoffmann.

Наномасштабная теплофизика гарантирует наше угасание, независимо от того, сколько болезней мы излечим

Внутренности каждой клетки нашего тела подобны перенаселенному городу заполненному путями, транспортом, библиотеками, фабриками, электростанциями и мусоропроводами. Рабочие этого города белковые машины, которые усваивают пищу, вывозят мусор или восстанавливают ДНК. Грузы перемещаются из одного места в другое с помощью молекулярных машин, передвигающихся на двух ножках по белковым канатам. Пока эти машины занимаются своим делом, окружающие тысячи молекул воды случайным образом врезаются в них миллионы раз в секунду. Это явление, которое физики эвфемистически называют «тепловым движением», и которое более уместно назвать чудовищным тепловым хаосом.