আপনার কোয়ান্টাম নিউরোসায়েন্স সম্পর্কে যত্ন নেওয়া উচিত

আপনি যদি না শুনে থাকেন তবে কোয়ান্টাম বিজ্ঞানটি এখনই সাদা গরম, অবিশ্বাস্যরকম শক্তিশালী কোয়ান্টাম কম্পিউটার, অতি-দক্ষ কোয়ান্টাম যোগাযোগ এবং কোয়ান্টাম এনক্রিপশনের মাধ্যমে দুর্ভেদ্য সাইবার সুরক্ষা নিয়ে উত্তেজিত কথাবার্তা দিয়ে।

সব হাইপ কেন?

সহজ কথায় বলতে গেলে, কোয়ান্টাম বিজ্ঞান প্রতিশ্রুতি দেয় যে আমরা প্রতিদিনের বিজ্ঞানের অভ্যস্ত হয়ে উঠছি এমন শিশুর পদক্ষেপের পরিবর্তে দৈত্য পদক্ষেপ নেবে forward উদাহরণস্বরূপ, প্রতিদিনের বিজ্ঞান আমাদের নতুন কম্পিউটার দেয় যা প্রতি ২-৩ বছরে দ্বিগুণ ক্ষমতায় আসে, যেখানে কোয়ান্টাম বিজ্ঞান অনেকের সাথে কম্পিউটারের প্রতিশ্রুতি দেয় কোটি কোটি বার সর্বাধিক পেশী কম্পিউটারের তুলনায় আজ আরও বেশি পাওয়ার power

অন্য কথায়, কোয়ান্টাম বিজ্ঞান, যদি সফল হয় তবে প্রযুক্তিতে একটি ভূমিকম্পের পরিবর্তন ঘটবে যা আমরা জানি যে বিশ্বকে নতুন আকারে রূপ দেবে, ইন্টারনেট বা স্মার্টফোনগুলির চেয়ে আরও গভীর উপায়ে।

কোয়ান্টাম বিজ্ঞানের শ্বাসরুদ্ধকর সম্ভাবনা সবই একটি সাধারণ সত্য থেকে উদ্ভূত: কোয়ান্টাম ঘটনাটি সেই নিয়মগুলিকে সম্পূর্ণভাবে ভেঙে দেয় যা "শাস্ত্রীয়" (সাধারণ) ঘটনাটি সম্পাদন করতে পারে তা সীমাবদ্ধ করে দেয়।

কোয়ান্টাম বিজ্ঞান যেটি হঠাৎ করে অসম্ভবকে সম্ভব করে তোলে তা দুটি উদাহরণ যেখানে কোয়ান্টাম সুপারপজিশন এবং কোয়ান্টাম জড়িত।

প্রথমে কোয়ান্টাম সুপারপজিশনটি মোকাবেলা করা যাক।

সাধারণ বিশ্বে, বেসবলের মতো কোনও জিনিস একসাথে এক জায়গায় থাকতে পারে। তবে কোয়ান্টাম ওয়ার্ল্ডে, একটি বৈদ্যুতিনের মতো একটি কণা অসীম সংখ্যক জায়গা দখল করতে পারে একই সাথে, পদার্থবিজ্ঞানীরা একাধিক রাজ্যের একটি সুপারপজিশন বলে যা বিদ্যমান। কোয়ান্টাম বিশ্বে, একটি জিনিস মাঝে মাঝে অনেকগুলি বিভিন্ন জিনিসের মতো আচরণ করে।

এবার বেসবল উপমাটি আরও খানিকটা বাড়িয়ে কোয়ান্টাম জড়িয়ে পড়ুন examine লস অ্যাঞ্জেলেস এবং বোস্টনের বড় লিগ স্টেডিয়ামগুলিতে অন্ধকার লকারে বসে দুটি সাধারণ বিশ্বের একে অপরের থেকে সম্পূর্ণ স্বতন্ত্র, যেমন আপনি যদি একটি বেসবল দেখার জন্য কোনও স্টোরেজ লকার খুলে ফেলেন তবে অন্য বেসবলের সাথে কিছুই হবে না 3,000 মাইল দূরে একটি অন্ধকার স্টোরেজ লকারে। তবে কোয়ান্টাম বিশ্বে, দুটি পৃথক কণা, যেমন ফোটন করতে পারা এমনভাবে জড়িয়ে পড়ুন, যেমন একটি ডিটেক্টর দিয়ে একটি ফোটনকে সেন্সর করার নিছক কাজটি তাত্ক্ষণিকভাবে অন্য ফোটনকে দূরে সরিয়েই কোনও নির্দিষ্ট রাষ্ট্র হিসাবে ধরে রাখতে বাধ্য করে।

এই জাতীয় জড়িত হওয়া মানে কোয়ান্টাম মহাবিশ্বে, একাধিক স্বতন্ত্র সত্ত্বা কখনও কখনও একক সত্তা হিসাবে আচরণ করতে পারে, স্বতন্ত্র সত্তাগুলি যতই দূরে থাকুক না কেন।

এটি একটি বেসবলের অবস্থার পরিবর্তনের সমতুল্য — বলুন, এটি স্টোরেজ লকারের শীর্ষে বনাম নীচের তাকের উপরে থাকতে বাধ্য করে - কেবল 3,000 মাইল দূরের স্টোরেজ লকারটি খোলার মাধ্যমে এবং সম্পূর্ণভাবে দৃষ্টিতে তাকানো বিভিন্ন বেসবল

এই "অসম্ভব" আচরণগুলি কোয়ান্টাম সত্তাগুলিকে উদাহরণস্বরূপ কম্পিউটারগুলি দিয়ে অসম্ভব করার জন্য আদর্শ করে তোলে। সাধারণ কম্পিউটারগুলিতে সঞ্চিত বিট হয় শূন্য বা এক, তবে কোয়ান্টাম কম্পিউটারে একটি সঞ্চিত বিট, যাকে কুইবিট (কোয়ান্টাম বিট) বলা হয়, উভয়ই একই সাথে শূন্য এবং একটি হয়। সুতরাং, যেখানে 8 টি বিটের একটি সাধারণ মেমোরি স্টোর 0 থেকে 255 (2 ^ 8 = 256) এর মধ্যে কোনও পৃথক নম্বর ধারণ করতে পারে 8 কুইবিটসের একটি মেমোরি 2 ^ 8 = 256 সঞ্চয় করতে পারে পৃথক সংখ্যা একেবারে! কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি প্রসেসিং পাওয়ারে কোয়ান্টাম লিপ দেওয়ার জন্য কেন তাত্পর্যপূর্ণভাবে আরও তথ্য সঞ্চয় করার ক্ষমতা store

উপরের উদাহরণে, একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে একটি 8 বিট মেমরি একবারে 0 এবং 255 এর মধ্যে 256 নম্বর সংরক্ষণ করে যখন একটি সাধারণ কম্পিউটারে 8 বিট মেমরি একবারে 0 এবং 255 এর মধ্যে কেবল 1 নম্বর সঞ্চয় করে। এখন 24 বিট কোয়ান্টাম মেমোরিটি কল্পনা করুন (2 ^ 24 = 16,777,216) আমাদের প্রথম স্মৃতি থেকে মাত্র 3 গুণ বেশি কুইবিট সহ: এটি একটি তীব্র সঞ্চয় করতে পারে একবারে 16,777,216 বিভিন্ন নম্বর!

যা আমাদের কোয়ান্টাম বিজ্ঞান এবং নিউরোবায়োলজির মোড়ে নিয়ে আসে। মানব মস্তিষ্ক আজ উপলব্ধ যে কোনও কম্পিউটারের চেয়ে অনেক বেশি শক্তিশালী প্রসেসর: কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি একইভাবে কোয়ান্টাম অদ্ভুততা ব্যবহার করে কী এই দুর্দান্ত কিছু শক্তি অর্জন করে?

খুব সম্প্রতি অবধি, পদার্থবিজ্ঞানীদের এই প্রশ্নের উত্তর একটি উজ্জীবিত "না" হয়েছে been

কোয়ান্টাম ঘটনা যেমন সুপারপজিশন চারপাশের পরিবেশ থেকে সেই ঘটনাগুলি বিচ্ছিন্ন করার উপর নির্ভর করে, বিশেষত পরিবেশে তাপ যা গতিতে কণা নির্ধারণ করে, সুপারপজিশনের কার্ডের হাইপার-ডেলিকেট কোয়ান্টাম হাউসটিকে বিচলিত করে এবং একটি নির্দিষ্ট কণাকে বিন্দু A বা বিন্দু উভয় দখল করতে বাধ্য করে , তবে উভয় একই সময়ে নয়।

সুতরাং, যখন বিজ্ঞানীরা কোয়ান্টাম ঘটনাটি অধ্যয়ন করেন তখন তারা আশেপাশের পরিবেশ থেকে পড়াশোনা করা উপাদানটিকে সাধারণত বিচ্ছিন্ন করে তোলার জন্য সাধারণত তাদের পরীক্ষায় তাপমাত্রা প্রায় পরম শূন্যের থেকে কমিয়ে দেয়।

কিন্তু প্রমাণ উদ্ভিদ পদার্থবিজ্ঞানের জগত থেকে উত্থিত হয় যে কিছু জৈবিক প্রক্রিয়া যা কোয়ান্টাম সুপারপজিশনের উপর নির্ভর করে স্বাভাবিক তাপমাত্রায় ঘটে, সম্ভাবনাটি উত্থাপন করে যে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অভাবনীয়ভাবে অদ্ভুত জগৎ প্রকৃতপক্ষে আমাদের অন্যান্য জৈবিক সিস্টেমের কাজকর্মের মধ্যে প্রবেশ করতে পারে our স্নায়ুতন্ত্র

উদাহরণস্বরূপ, মে 2018 এ গ্রোনিঞ্জেন বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি গবেষণা দল যার মধ্যে পদার্থবিজ্ঞানী টমাস লা কোর জ্যানসেন অন্তর্ভুক্ত ছিল যে গাছপালা এবং কিছু আলোকসংশ্লিষ্ট ব্যাকটেরিয়া সূর্যরশ্মিকে ব্যবহারযোগ্য শক্তিতে রূপান্তর করে প্রায় 100% দক্ষতা অর্জন করে যে সৌর শক্তি শোষণের ফলে কিছু ইলেক্ট্রন তৈরি হয় আলোক-ক্যাপচারিং অণুগুলি একই সাথে উদ্ভিদটির অভ্যন্তরে তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ দূরত্ব জুড়ে উত্তেজিত এবং অ-উত্তেজিত কোয়ান্টাম রাজ্যে বিদ্যমান, আলোক-উত্তেজিত ইলেকট্রনগুলিকে অণুগুলির থেকে সবচেয়ে কার্যকর পথ খুঁজে পেতে দেয় যেখানে আলো বিভিন্ন অণুগুলিতে আলোকিত হয় যেখানে ব্যবহারযোগ্য শক্তি উদ্ভিদ তৈরি করা হয়েছে জন্য।

বিবর্তন, সবচেয়ে বেশি শক্তি-দক্ষ জীবনের রূপগুলিকে ইঞ্জিনিয়ার করার নিরলস প্রয়াসে, পদার্থবিদদের বিশ্বাসকে উপেক্ষা করেছে বলে মনে হয় যে জীববিজ্ঞানের উষ্ণ, ভেজা পরিবেশে দরকারী কোয়ান্টাম প্রভাবগুলি ঘটতে পারে না।

উদ্ভিদ জীববিজ্ঞানের কোয়ান্টাম প্রভাবগুলির আবিষ্কার কোয়ান্টাম জীববিজ্ঞান নামে বিজ্ঞানের সম্পূর্ণ নতুন ক্ষেত্রের জন্ম দিয়েছে। বিগত কয়েক বছরে, কোয়ান্টাম জীববিজ্ঞানীরা কিছু পাখির চোখে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র উপলব্ধিতে কোয়ান্টাম যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের প্রমাণ খুঁজে পেয়েছে (পাখিদের অভিবাসনের সময় চলাচল করতে সক্ষম করে) এবং মানুষের গন্ধ গ্রহণকারীদের সক্রিয়করণে। দৃষ্টি গবেষকরা আরও আবিষ্কার করেছেন যে মানব রেটিনার ফটোরিসেপ্টরগুলি একক পরিমাণ হালকা শক্তি ক্যাপচার থেকে বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করতে সক্ষম।

বিবর্তনও কি সুপারপজিশন এবং জড়িয়ে যাওয়ার মতো কোয়ান্টাম এফেক্ট ব্যবহার করে নিউরনের মধ্যে তথ্য প্রেরণ ও সঞ্চয় করার ক্ষেত্রে আমাদের মস্তিস্ককে হাই-দক্ষ করে তুলেছে?

স্নায়ুবিজ্ঞানীরা এই সম্ভাবনাটি তদন্তের একেবারে গোড়ার দিকে, তবে আমি কোয়ান্টাম স্নায়ুবিজ্ঞানের নবজাতক ক্ষেত্রটি সম্পর্কে উত্সাহিত কারণ এটি মস্তিষ্ক সম্পর্কে আমাদের বোঝার ক্ষেত্রে চোয়ালের ঝাঁকনো অগ্রগতি হতে পারে।

আমি এটি বলছি কারণ বিজ্ঞানের ইতিহাস আমাদের শেখায় যে সবচেয়ে বড় অগ্রগতি প্রায়শই সবসময় এমন ধারণাগুলি থেকে আসে যা কোনও নির্দিষ্ট ব্রেকথ্রু হওয়ার আগে অবিশ্বাস্যরকম অদ্ভুত শোনায়। আইনস্টাইনের আবিষ্কার যে স্থান এবং সময় সত্যই একই জিনিস (সাধারণ আপেক্ষিকতা) একটি উদাহরণ, ডারউইনের আবিষ্কার যা মানুষ আরও আদিম জীবনের রূপ থেকে বিকশিত হয়েছিল, তা অন্য একটি। এবং অবশ্যই, প্ল্যাঙ্ক, আইনস্টাইন এবং বোহর কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রথম স্থানে আবিষ্কার করেছিলেন, এটি আর একটি।

এর সবকটিই দৃ strongly়তার সাথে বোঝায় যে আগামীকালকের খেলা স্নায়ুবিজ্ঞানের অগ্রগতির পিছনে ধারণাগুলি, আজ বেশিরভাগ লোকের কাছে মনে হবে তারা প্রচলিত অপ্রচলিত এবং অসম্ভব।

এখন, মস্তিষ্কের কোয়ান্টাম বায়োলজিটি অদ্ভুত এবং অসম্ভব বলে মনে হচ্ছে এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে এটিকে নিউরোসায়েন্সে পরবর্তী দৈত্য লিপের উত্স হিসাবে যোগ্যতা অর্জন করবে না। তবে আমার একটা কুঁচি আছে যে জীবন্ত ব্যবস্থায় কোয়ান্টাম এফেক্টগুলির গভীর উপলব্ধি আমাদের মস্তিস্ক এবং স্নায়ুতন্ত্র সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ নতুন অন্তর্দৃষ্টি জাগিয়ে তুলবে, যদি অন্য কোনও কারণ ছাড়াই, কোয়ান্টাম পয়েন্ট অবলম্বন করার ফলে স্নায়ুবিজ্ঞানীরা অদ্ভুতভাবে উত্তরগুলির সন্ধান করতে এবং তারা কখনও তদন্তের বিষয়টি বিবেচনা করে নি!

এবং তদন্তকারীরা যখন এই অদ্ভুত এবং আশ্চর্যজনক ঘটনাটি ঘুরে দেখেন, সেই ঘটনাগুলি কণা পদার্থবিজ্ঞানে তাদের জড়িত চাচাত ভাইদের মতো তাদের দিকে ফিরে তাকাতে পারে!