Дмитрий Янковский - Нелинейная зависимость

– Ну ты замахнулась…

– Надо. Работа цифрового компьютера совершенно не похожа. – пожаловалась Светлана. – Аналогового – тоже не очень. Тут я вспомнила, что ты работаешь над принципиально новой схемой. Математика для нее уже есть?

– А чем бы мы тогда занимались? Для квантовых вычислений существует алгоритм Шора, позднее его обобщил Китаев, и еще есть алгоритм Гровера для поиска в неупорядоченных базах данных.

– Неупорядоченных? – заинтересованно переспросила Светлана.

– Да. – Андрей удивился такой реакции. – Ты понимаешь о чем вообще речь?

– Да, я уже с этим столкнулась. Мозг ведь, это не телефонная книга, и данные в нем уложены не в алфавитном порядке. Просто кучей, но мозг как-то находит нужное.

– Верно, это оно и есть. – подтвердил Андрей. – Для поиска в этой куче и существует алгоритм Гровера. Тут вся фишка в том, что обычная, не квантовая машина, будет делать выборку очень долго. А на квантовом уровне…

– Погоди, не спеши. – остановила его Светлана, я тут делаю заметки по ходу.

Андрей замер и подумал перевести столь странный опрос в шутку, но не хотелось перед Светланой выглядеть дураком.

– Так, на квантовом уровне. – повторила она. – Подожди, а в чем, принципиальная разница простых и квантовых вычислений? Только не умничай, ладно?

– Ладно, ладно… – Андрей не удержался от смешка. – Короче, все дело в размерах. Понятно почему каждый элемент компьютера уменьшается в размерах?

– Для повышения их числа, насколько я понимаю. Чем больше элементов, тем выше вычислительная мощность. Это понятно, как с нейронами.

– Ну, что-то вроде того. – подтвердил Андрей. – Вот, возьмем элемент, отвечающий за организацию бита. Сейчас он содержит в себе десять в пятой степени электронов. Но все равно вычислительных мощностей не хватает катастрофически. Логично уменьшать дальше?

– Логично. – сказала Светлана. – А технология позволяет?

– Еще как! Уже в начале тысячелетия мы умели подвешивать в вакууме один единственный атом, но вот считать на нем – проблема.

– А что мешает? – было слышно, как Светлана щелкает клавишами компьютера, записывая разговор.

– Квантовый шум.

– Что за зверь?

– Ну, ты должна знать, что законы квантовой механики принципиально нелокальны как во времени, так и в пространстве. Нельзя говорить о положении и скорости частицы, можно лишь прикидывать вероятность ее обнаружения в некоторой зоне пространства, а двигаться она будет со скоростью из некоторого диапазона скоростей.

– Ага… Я поняла суть проблемы. Если ты организуешь бит на одном атоме, то говорить о каком-то «нуле» или «единице» смысла нет?

– Ну, не так все плохо. – усмехнулся Андрей. – Обычный бит находится четко в одном из двух состояний. Либо «ноль», либо «единица». Атом мы тоже можем завесить в одном из двух состояний. Верхний энергетический уровень будет «единицей», а нижний «нулем».

– Не выйдет. – догадалась Светлана. – Что-то среднее будет между «нулем» и «единицей». Так? Можно будет говорить лишь о вероятности обнаружения бита в одном из логических состояний.

– На практике еще сложнее. – подтвердил Андрей. – Согласно принципу суперпозиции, квантовый бит, или проще кубит, будет представлять собой линейную комбинацию состояний классического бита.

– И как вы это обходите? – спросила Свеьлана, отстукивая клавишами.

– Еще в восьмидесятом году Юрий Манин предположил, что для кубита можно создать некий алгоритм, который превратит квантовый шум из препятствия, в новую, сверхэффективную систему вычислений. Но он был молодым и русским, так что никто к нему особенно не прислушался. Зато Ричард Фейнман привел достаточно убедительные аргументы в пользу того, что квантовая машина не только возможна, но и благодаря принципу суперпозиции состояний квантовых битов будет несоизмеримо мощнее классических.

– Тогда все ясно. – Светла перестала отстукивать. – Квантовая машина в неупорядоченной базе данных будет чувствовать себя, как рыба в воде.

– Вот именно. И скорость вычислений с каждым вычислительным шагом будет расти по экспоненте. Да и в самом вычислительном шаге может содержаться несколько параллельных вычислений.

– Тогда у меня есть подозрение, что я нашла кончик ниточки. Ты бы не мог показать мне, как это работает?

– Не поймешь ничего. У меня строгий текстовый интерфейс для повышения быстродействия. – сразу предупредил Андрей.

– Ладно, и на этом спасибо.

Светлана настолько сбила Андрея с толку, что он даже не сразу вспомнил, зачем звонил.

– Погоди! – он придумал маленькую хитрость. – Вообще-то я бы мог тебе показать работу атома с комментариями. Пойдет?

– Было бы здорово. – в голосе Светланы появилась едва заметная настороженность.

– Только ты мне тоже не откажи в консультации, а? Я вообще-то хотел первым тебя о помощи попросить.

– Я тебе когда-то отказывала?

– Один раз. – рассмеялся Андрей, но тут же понял, что шутка получилась плоской и пошлой.

Светлана не отреагировала никак.

– Извини. – сказал Андрей и снова пожалел об этом.

Повисла неловкая пауза.

– Короче. – Андрей вздохнул. – Ты, как специалист, можешь по галлюцинаторным воспоминаниям определить, что было в реале?

– Интересненько… – в отместку съязвила Светлана. – Воспоминания твои?

– Да. Короче, я употребил тут… Ну… В общем, во время эксперимента. И эксперимент дал неожиданные результаты. Прорыв, можно сказать. Но ни я, ни Пашка не знаем как его повторить, потому что не знаем, как все было.

– Ого. Новенькое в моей практике. Ладно. Когда к тебе можно заехать?

– Завтра. Но вообще есть надежда на удачу?

– Зависит от многих вещей. От типа наркотика, от твоего личного опыта, являющегося интерпретационным ключом. Но можно попробовать ретроградный гипноз. Это иногда дает… неожиданные результаты.

– Попробуем? – вкрадчиво спросил Андрей.

– Ну, если ты не боишься выболтать свои тайны. – рассмеялась Светлана. – Тогда я попробую, в обмен на консультации по квантовой физике.

– Договорились. Завтра созвонимся.

– Хорошо. – сказала Светлана и повесила трубку.

До обещанного приезда Пашки оставалось чуть больше полутора часов. Андрей вздохнул и отложил протокол. Глядеть на него дальше не имело ни малейшего смысла. Казалось бы, что может быть проще – повторить прямо по бумажке последовательность команд, проанализировать их и сделать вывод.

Все было бы прекрасно, если бы не основная странность протокола, заставившая Пашку сорваться с места и ехать сюда.

Между двумя осмысленными командами, последними, которые выдал Андрей, прошло довольно много времени. Целых двадцать восемь секунд. Что за вычисления происходили в этот таинственный промежуток? Их не делал компьютер Андрея, и запертые в оптическом резонаторе атомы тоже не могли считать так долго. Это на несколько порядков перекрывало самое лучшее время декогерентности. Короче, согласно протоколу, имел место один из двух вариантов – либо на Андреевом компьютере работала еще одна программа, работу которой не отражал протокол, либо в системе было еще одно счетное устройство. Еще один компьютер, короче говоря. И работал он прямо на Черноголовку, принимая и обрабатывая данные непосредственно со считающих атомов.