【主标题】

量子与大脑的"跨次元对话"：清华团队破解神经信号量子解码密钥

【导语】

2025年7月25日，清华大学类脑计算研究中心联合量子信息研究院在《Nature》正刊发布里程碑式成果——成功构建全球首个"量子-神经混合计算架构"，首次证实量子退相干特性可精准映射大脑决策过程中的不确定性。这项打破学科壁垒的突破，标志着我国在下一代人工智能基础研究领域取得战略先机。

【核心突破】

1. 技术奇点：当量子比特遇见神经元

量子神经编码器：通过金刚石NV色心量子传感器，首次捕获到活体小鼠前额叶皮层在决策时的"量子态神经信号"（实验精度达99.7%）

颠覆性发现：大脑在模糊判断时产生的β波震荡，与量子比特退相干过程呈现高度数学同构性（论文关键图3所示）

硬件突破：研发的"天机-量子"混合芯片，功耗仅为传统脑机接口设备的1/2000

2. 学科范式革命

方法论创新：建立"量子认知动力学"全新研究框架，突破经典计算神经科学建模极限

临床价值：为阿尔茨海默病早期诊断提供量子生物标记物新思路（已获3项国际专利）

产业延伸：成果直接支撑我国"脑计划"量子计算模块专项，华为、百度等企业已成立联合实验室

【人物故事】

"七年冷板凳"背后的科研传奇

项目负责人施路平教授团队自2018年起秘密开展"量子神经计划"：

2019年首次观测到量子效应与神经活动的相关性（当时被学界质疑）

2023年突破低温环境下活体神经信号采集技术

2025年最终成果被审稿人评价为"诺奖级的基础发现"

【传播设计】

爆点金句：
"这不是科幻——你的每个犹豫，可能都是大脑在进行的量子计算"
"中国科学家给AI装上'量子脑'"

可视化呈现：

三维动画：量子比特与神经突触的交互过程

对比图表：传统模型VS量子神经模型的决策准确率（89.2%→97.4%）

互动话题：
#量子力学决定我中午吃啥#
#你的大脑比量子计算机更厉害#

‌清华大学全球首次实现量子计算与脑科学交叉突破‌

近日，清华大学在量子计算与脑科学交叉领域取得全球首次突破，相关成果发表于国际顶级学术期刊《自然》（Nature），标志着我国在前沿科技交叉融合方面迈出关键一步。

‌突破性成果‌

清华大学交叉信息研究院段路明教授团队与类脑计算研究中心施路平教授团队联合攻关，首次在量子计算平台上实现脑神经信号的量子级解析与建模。研究团队利用自主研发的低温一体化离子阱技术，成功构建512离子二维阵列量子模拟器，并首次对300离子实现单比特分辨的量子态测量。在此基础上，团队创新性地将量子计算应用于脑科学领域，揭示了大脑决策过程中神经元活动的量子特性。

研究显示，大脑在模糊判断时产生的β波震荡，与量子比特退相干过程呈现高度数学同构性。这一发现为理解大脑认知机制提供了全新视角，也为量子计算在脑科学中的应用开辟了新路径。团队还基于量子计算模型，提出了更高效的脑神经信号解码算法，显著提升了脑机接口系统的性能。

‌技术亮点‌

‌量子-神经混合计算架构‌：首次将量子计算与脑科学深度融合，构建了全球首个量子-神经混合计算系统。

‌高精度量子测量‌：实现了300离子量子比特的单比特分辨测量，计算复杂度达到2^300，超越经典计算机的直接模拟能力。

‌跨学科方法论创新‌：建立了“量子认知动力学”全新研究框架，突破了传统计算神经科学的建模极限。

‌应用前景‌

‌脑疾病诊断‌：为阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的早期诊断提供了量子生物标记物新思路。

‌脑机接口‌：量子计算赋能的脑机接口系统，解码速度和准确率大幅提升，有望推动瘫痪患者康复治疗。

‌人工智能‌：量子计算与脑科学的交叉融合，为开发下一代类脑人工智能提供了理论基础和技术支撑。

‌学术影响‌

该成果被《自然》审稿人称为“量子模拟领域的巨大进步”和“值得关注的里程碑”。清华大学交叉信息研究院院长姚期智院士称赞这项工作打开了量子计算的高维新纪元，标志着我国在量子计算与脑科学交叉领域取得了战略先机。

‌未来展望‌

清华大学将继续深化量子计算与脑科学的交叉研究，推动量子认知计算、量子脑机接口等前沿技术的发展。团队计划与国内外科研机构合作，建立量子脑科学研究中心，致力于解决大脑认知机制、神经疾病治疗等重大科学问题，为人类健康和科技进步做出更大贡献。