Нелинейная зависимость

– 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 на это 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 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, – перебила его Светлана. – Я тут делаю заметки по ходу.

Андрей замер и подумал, не перевести ли столь странный допрос 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 в некотором диапазоне 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 Светлана, 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. – Светлана перестала стучать. – Квантовая машина в неупорядоченной базе данных будет чувствовать себя как рыба в воде.

– Вот именно. И скорость вычислений с каждым 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 показать тебе 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 попросить тебя о помощи.

– Я тебе когда-нибудь отказывала?

– Один раз, – рассмеялся Андрей, но тут же понял, что шутка вышла неудачной.

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 успех?

– 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.