量子力學是神秘的，意識也是神秘的。
Q.E.D.（量子電動力學——譯者注）：量子力學肯定和意識有關係。
——克裡斯托福·科赫，嘲諷羅傑·帕羅斯的量子計算理論，關於把神經微管作為人類意識之源21
在過去10年中，著名的物理學家和哲學家羅傑·帕羅斯連同麻醉師斯圖亞特·哈默洛夫都認為神經元中的精細結構「微管」可以執行一個奇異的計算方式，即所謂的「量子計算」。正如我討論過的那樣，量子計算使用所謂的「量子比特」來計算，它能同時採取所有可能的組合方案。該方法可以被認為是並行處理的一種極端形式（因為每組量子比特值的組合都是同時測試）。帕羅斯表示，微管及其量子運算的能力使重建神經元和重新構建精神區域的概念變得複雜22。他還推測說，大腦的量子計算是意識的原因，沒有量子計算的生物系統或其他系統沒有意識。
雖然有些科學家聲稱發現大腦中的量子波衰變（模糊的量子屬性的分辨率，比如位置、旋轉和速度），但是沒有人提出，人類的能力需要量子計算的能力。物理學家賽斯·勞埃德說道：
我認為，微管在大腦中用（帕羅斯）和哈默洛夫提到的方式執行計算任務是不正確的。大腦是一個炎熱、潮濕的地方。它不是一個開發量子相干性的有利環境。他們尋找微管疊加和裝配/拆卸的種類，但這些種類似乎並沒有表現出量子糾纏。無論如何，大腦顯然不是一個經典的數字計算機。但我猜測它採用「古典」的方式完成大部分任務。如果你拿一個足夠強大的計算機對所有的神經元、樹突、突觸等建模，那麼你就可能得到大腦執行大部分任務的想法。我認為大腦沒有利用任何量子動力學執行任務。23
安東尼·貝爾也表示：「沒有證據表明，在大腦裡面發生了大規模的宏觀量子相干性，比如超流體和超導體。」24
然而，即使大腦做量子計算，這也並不顯著改變人類級計算（及超人類）的前景，也不表示大腦上傳是不可行的。首先，如果大腦確實做了量子計算，這僅僅證實了量子計算是可行的。沒有什麼發現表明量子計算局限於生物機制。如果存在生物量子計算機制，那麼它應該是可以被複製的。事實上，最近用小規模的量子計算機做的試驗看起來很成功。即使是常見的晶體管也依賴於電子隧道效應的量子作用。
有人認為，帕羅斯的立場意味著不可能完全複製一組量子態，因此，也不可能完全下載。那麼，下載必須完整到什麼程度呢？如果我們的下載技術發展到這樣一個水平，「副本」極為接近原本，就像人和1分鐘前的自己那麼相像，那麼對於任何目的來說，這種技術都足夠好了，哪怕是不需要複製量子態的目的。隨著技術的進步，副本會越來越接近原本，兩者間的時間間隔會越來越短（1秒，1毫秒，1微秒）。
當有人向帕羅斯指出神經元（甚至神經連接）太大，以致不能進行量子計算，他想出了小管理論，一個使神經元量子計算成為可能的理論。如果一個理論要尋找複製大腦功能的障礙，那麼這是一個有獨創性的理論，不過它不會找到任何實際的障礙。然而，幾乎沒有證據表明為神經細胞提供結構完整性的微管能進行量子計算，以及這一能力有助於思維過程。即使人類知識和潛能的模型比目前對大腦的估計尺寸大，但神經元的模型功能還是不包括基於微管的量子計算。最近的實驗表明，這種生物和非生物的混合網絡的功能類似於生物網絡，即使不是很確定，至少也強烈暗示著沒有微管的神經元模型的功能是足夠的。勞埃德·瓦特對人類聽覺過程的複雜模型的軟件模擬使用的計算量比他模擬的神經網絡少幾個數量級，這再次無法說明量子計算是必要的。在第4章中，我回顧了對大腦區域建模和仿真方面不斷的努力；在第3章中，我討論了對模擬所有大腦區域必要的計算量的估計，這種模擬基於不同區域的等價功能模擬。沒有一個分析表明了為了實現人類級性能，量子計算是必要性。
一些神經元的詳細模型（尤其是那些由帕羅斯和哈默洛夫給出的）確實讓微管在樹突和軸突的功能和增長中起了作用。然而，關於神經區域的成功神經形態模型似乎並不需要微管組件。對於那些確實考慮了微管的神經元模型，通過對整個無序的行為建模，而不是對每一個微管絲分別建模，結果似乎是令人滿意的。然而，即使帕羅斯和哈默洛夫提出的微管是個重要因素，但它們並沒有顯著改變我上面討論過的預測。根據我的計算增長模式，如果小管乘以神經元複雜度，哪怕只是1/1000（牢記，我們目前的無微管神經元模型已經很複雜了，其中每個神經元1000種連接順序，還包括多元非線性，以及其他細節），都會將大腦能力推遲9年。如果因子是1/10 6，仍然有一個17年的延遲；如果因子是1/108，那麼將延遲24年（計算呈雙指數增長）。25