Нелинейная зависимость - Дмитрий Янковский

До «нелинейной зависимости Марковича-Резнова» все было понятно. Сама зависимость была удивительной, но хотя бы интуитивно понятной. Дальше – полный бред. Представляя ракетные пуски, Андрей ввел две осмысленных команды по изменению частоты. Почему именно такие – не вспомнить. После этого Аватар отключился и на бредовый набор символов, приходящий с клавиатуры, отвечал однозначно: «Связь прервана».

Нет, физика и статистика тут явно не при чем, как и вмешательство силы Господней. Чушь все это. Гораздо проще предположить, что в наркотическом опъянении открылись какие-то врата подсознания и Андрей, опираясь на добытые результаты, выдал две верные команды. Что они за собой повлекли и в каком состоянии находились атомы, пускай выясняет Пашка.

Вспомнился Менделеев, получивший во сне озарение, и следом Артем – тоже ведь химик.

– О! – Андрей улыбнулся и снял наушники. – Надо Светлане позвонить.

Он набрал номер и довольно откинулся в кресле. В ушах еще звучал струнный оркестр.

– Алло. Артемыч? Как добрались?

– Хорошо. – Артем явно не ожидал услышать голос Андрея.

– Слушай, Светлана уже дома или еще препарирует марсианских микробов?

– Дома. Позвать?

– Да. – Андрей хотел спросить про новый полимер, но передумал.

Некоторое время в трубке слышались мультяшные звуки из динамиков телевизора.

– Да. – голос Светланы раздался неожиданно. – Привет.

– Привет, Ясный Свет. Говорят, ты космосом занялась?

– Это правда. Мозг в экстремальных ситуациях – длительные полеты, большие массивы данных.

– Конкурентка. – рассмеялся Андрей.

Она тоже ответила смехом.

– Ну какие мы конкуренты? Скорее партнеры. Ты решаешь проблему в железе, а я во плоти.

– И это ты называешь партнерством? – Андрей решил дошутить до конца. – Кто быстрее решит, тот и слопает весь мешок пряников. Вдруг твои крысы окажутся умнее моих атомов?

– Крысы тоже состоят из атомов. – Светлана перестала смеяться и спросила уже совершенно серьезно. – Кстати, скажи мне как спец по квантовым вычислениям – вы уже считаете или только пробуете?

Андрей удивленно поднял брови.

– Тебе-то зачем?

– Ну. Биология мозга тоже не стоит на месте. Раньше работали с мозгом, затем с нейроном, а сейчас начали ковырять сам нейрон. У него ведь тоже есть принцип работы.

– А квантовая машина к этому каким местом? – такое объяснение удивило Андрея еще сильнее.

– Пока не знаю. Просто я ищу аналог работы мозга в технике, хочу попробовать разобраться с алгоритмами, которые управляют работой мысли.

– 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.