Игорь Водолеев - Где кот идет 2

– Почему же? – запротестовал Лемех. – В нашем академическом центре имеется ЭВМ, которая производит до одного миллиона операций в секунду. А какое быстродействие у вашего Би эМ?

– Трудно сразу сказать, – задумался Хэвисайд. – Это зависит от конкретной задачи. Дело в том, что у Биг Мака нет постоянной оперативной памяти, как в твердотельных компьютерах. Он сам задает объем рабочей памяти, стараясь обойтись минимумом интермолекулярных связей.

– При чем здесь связи между молекулами? – удивился Лемех.

– Ну как же! Чем меньше связей, тем больше темп передачи информации, который имеет свой естественный предел, ограниченный скоростью света. Это примерно 110 тысяч миль в секунду или около двухсот тысяч километров в секунду в метрической системе.

– Около трехсот тысяч километров, – механически поправил Лемех.

– Простите? – не понял Хэвисайд.

– Скорость света равна тремстам тысячам километров в секунду, – пояснил Лемех.

– Это в вакууме, – согласился Хэвисайд. – Но не в углеводородном растворе, где плавают кристалы памяти Би эМ. Поскольку коэффициент преломления раствора составляет почти полторы единицы, то и скорость света в нем меньше во столько же раз.

– Понятно, – смутился Лемех. – Я должен был догадаться. Но при чем здесь свет?

– Свет, иначе говоря, видимое электромагнитное излучение действительно здесь не причем, – улыбнулся англичанин, – У Би эМ информация передается из одной ячейки памяти в другую при помощи квантов инфракрасного диапазона, а они, как известно, невидимы.

– Интересно узнать, – помедлив, спросил Лемех, – Каковы размеры этих ячеек, если они реагируют на отдельный квант излучения?

– Ячейкой памяти Би эМ служит молекула комплексного соединения из класса аминокислот, которую мы называем мнемозином, – объяснил Хэвисайд. – Би эМ сам синтезирует мнемозин из жидкого метана, добавляя в раствор необходимое количество фосфора, серы и железа. В невесомости молекулы мнемозина соединяются между собой в строго определенном порядке, образуя белковые жидкие кристаллы. При температуре около абсолютного нуля кристаллы полимнемозина застывают. В твердом состоянии они сохраняют свою структуру столько угодно времени. Если вдруг выясняется, что объема дежурного кристалла недостаточно для решения сложной задачи, Би Эм примораживает к нему новые молекулы, увеличивая тем самым объем рабочей памяти. После решения задачи Биг Мак растворяет кристалл, оставляя небольшое ядро памяти, необходимое для обработки дежурных сообщений. Поэтому, дорогой профессор, я затрудняюсь дать точный ответ на ваш вопрос. К примеру, в кристалле объемом в один кубический дюйм Би эМ может сохранить до тысячи петабайт информации.

– Сколько-сколько? – привстал Лемех. – До миллиарда гигабайт? Но ведь для этого нужно связей больше, чем имеется нейронов в голове у кита!

– Разумеется, – кивнул англичанин. – Мы кодируем информацию на атомном уровне, а более компактного способа в природе пока еще не существует.

– Да, но как вы управляетесь с такими огромными массивами данных? Ведь при скорости 10 или даже 100 миллионов операций в секунду обработка такого кристалла памяти займет десятилетия.

– Профессор, – покачал головой Хэвисайд. – Пора бы вам привыкнуть к нашим масштабам. Быстродействие Биг Мака ограничено только скоростью света в растворе мнемозина. В данном примере она составит порядка ста терагерц. Для тотального опроса даже такого, прямо скажем, не малого кристалла потребуется всего около минуты. На практике же Би Эм решает задачи гораздо быстрее. К примеру, на распознавание образа средней сложности он тратит не более одной микросекунды. На моделирование стереотипа физика-теоретика, скажем, на уровне вашего доктора наук, ему достаточно двух-трех миллисекунд.

– Распознавание образов, – пробормотал Лемех. – Моделирование поведения, сложнейшие логические задачи. А вы научились их решать. Ничего удивительного, если вы умеете записать один бит информации на отдельном атоме. Кстати, не атом ли железа вы используете для этой цели?

– Я уже говорил, – одобрительно проворчал англичанин, – Что с вами легко работать. Действительно, для записи двоичного кода Би эМ использует валентные электроны атома железа, входящего в молекулу мнемозина. Он использует физический принцип, согласно которому состояние атома с противоположно направленными магнитными векторами является энергетическим минимумом и соответствует двоичному нулю.

– Понимаю, – оживился Лемех. – А когда векторы электронов параллельны, их суммарная энергия больше, что соответствует двоичной единице. Браво! Но как электроны излучают инфракрасные кванты? Полагаю метод рекомбинации по типу Оже здесь неприменим?

– Вы абсолютно правы, – подтвердил Хэвисайд. – Электрон проводимости обладает слишком большой энергией. Это все равно, что гвоздик в стенку забивать пушечным ядром. Биг Мак работает по-другому. Сначала он подает на кристалл положительный потенциал, откачивая из него все свободные электроны. При этом отбирается третий электрон железа, который уносит избыток энергии. Баг Мэк называет это квантовым грунтованием, так как в результате обнуляются ячейки памяти. Перед работой он грунтует все кристаллы. Двоичный код из одного атома в другой переносит квант инфракрасного излучения, который испускается молекулой мнемозина. Подходящую резонансную частоту имеет связь между углеродом и кислородом, имеющая метастабильный уровень.

– Понятно, – кивнул Лемех. – Валентная связь связь в молекуле становится элементарной ячейкой памяти. Молекула может выдать один бит информации, который пересылается в другую молекулу при помощи кванта излучения. Если в исходной молекуле был ноль, то квант поглощается без изменения частоты. Если молекула имеет избыток энергии, излучается квант с повышенной частотой. Попадая в принимающую ячейку, квант отдает избыток энергии атому железа. В результате в атоме железа записывается единица и так далее. Я не прав?

– Абсолютно! – подтвердил англичанин. – На практике схема выглядит немного сложнее. Для стабильной работы Би эМ нужны системы питания, контроля, шумоподавления и так далее. Причем все они должны действовать на молекулярном уровне. Но это уже технические задачи, которые решаются соответствующими средствами. Главное, что основные физические принципы вы уяснили правильно.

– Вижу, вы отказались от электронных схем, – сказал Лемех, поворачиваясь в кресле, – И заменили их оптическими. Вашего Биг Мака следовало назвать оптической вычислительной машиной – ОВМ. Но где проблемы, о которых вы собирались мне поведать? Или это не связано с техникой?