Hacia un cerebro cuántico
Investigadores de la Universidad Radboud, en Holanda lograron conectar una red de átomos individuales e imitar así el comportamiento de las neuronas y de sus conexiones sinápticas, según un artículo publicado en la revista Nature Nanotechnology. A este prototipo lo nombraron cerebro cuántico, el cual cambia de estado físico instantáneamente, como ocurre en los sistemas cuánticos y de una manera parecida a las neuronas biológicas. El sistema desarrollado es inteligente, ya que aprende de los estímulos del entorno, por lo que posee también una plasticidad semejante a la del cerebro biológico. Esta investigación destaca porque nunca antes se había llegado tan lejos en el intento tecnológico de replicar las asombrosas capacidades del cerebro natural. Anteriormente se habían creado redes neuronales artificiales capaces de reconocer patrones en su entorno y de aprender pautas de comportamiento. Para ello, necesitan un programa de aprendizaje automático (IA) que regula el procesamiento de información de esas neuronas y el posterior almacenamiento de información en un soporte informático. Innovación científica Con esta investigación se ha creado una red neuronal artificial que no necesita programación informática para imitar el funcionamiento cerebral cuando procesa y almacena información. Es como si un ordenador no necesitara de un sistema operativo para funcionar, ya que se encarga de programarse a sí mismo según aprende de los estímulos externos. Para conseguir este resultado, los investigadores lograron almacenar información en un solo átomo en el año 2017. Cuando aplicaron un voltaje al átomo de cobalto, lograron cambiar aleatoriamente entre los valores 0 y 1 del código binario, tal como lo hace una neurona biológica. Con esta sorprendente investigación se ha conseguido el mismo resultado en una red de átomos de cobalto sobre fósforo negro, un material casi idéntico al grafeno, un material utilizado recurrentemente para la fabricación de una nueva era de componentes electrónicos. En este circuito cerebral cuántico, los investigadores lograron modelar y conectar los átomos debidamente “informados” entre sí, imitando el comportamiento autónomo de las neuronas y de las sinapsis cerebrales. Comportamiento autónomo Se habla de comportamiento autónomo porque las conexiones entre nodos del cerebro cuántico cambian de comportamiento según el estado del entorno, esto ocurre también en el cerebro biológico. Es decir, el cerebro cuántico es capaz de aprender por sí mismo, sin apoyo alguno de software para adaptar su reacción a los estímulos externos Con los resultados se podría conseguir una forma mucho más eficiente de almacenar y procesar información, debido a que el cerebro cuántico podría procesar información no sólo en mejores condiciones que los sistemas actuales, sino también con mayor eficiencia energética. Ante ello, los investigadores proponen ampliar la arquitectura neuromórfica conseguida con otros materiales cuánticos, y descubrir por qué este prototipo de cerebro cuántico muestra estos comportamientos tan sorprendentes como interesantes. Hacia un cerebro cuántico Esta investigación marca el inicio hacía el desarrollo del cerebro cuántico, cabe señalar que cuando se usa el termino cerebro cuántico se trata de la dinámica de átomos que siguen las leyes de la estructura atómica. El descubrimiento no vincula los principios cuánticos del cerebro con el fenómeno de la consciencia, y mucho menos explicar la función del cerebro en el marco de la teoría cuántica de campos. Tampoco habla de un sistema de computación cuántica construido con la dinámica atómica cerebral, ya que lo que ha hecho de momento este cerebro cuántico es operar con el código binario y no con cúbits (la unidad de información básica en la computación cuántica). De momento, solo se está hablando de replicar en una estructura neuromórfica la dinámica cerebral que procesa información, con la finalidad de mejorar la computación actual, sin mencionar siquiera la posibilidad de que pueda en algún momento aproximarse a la lógica difusa propia del cerebro biológico. Este “cerebro cuántico” gestiona de mejor forma el código binario que los ordenadores actuales.