Хроноскоп

Глава 2. Темпоральная запутанность

Штерн пришёл не завтра. Штерн пришёл через два дня.

Артём за это время успел не спать две ночи подряд, перечитать тетрадь трижды, исписать собственными пометками двадцать шесть страниц формата А4, трижды поругаться с Бозоном (кот требовал внимания, а Артём требовал тишины, и ни один из них не получил желаемого), один раз позвонить Алисе (суббота, зоопарк, кот Палласа – инопланетный или нет; вердикт Артёма: скорее всего, нет, но окончательно исключать нельзя, наука не терпит догматизма), и один раз – всего один – подумать о том, чтобы рассказать кому-нибудь.

Он не рассказал. Не потому, что Штерн попросил. А потому, что не знал, как начать. «Привет, я, кажется, обнаружил квантовую запутанность во времени» – звучало примерно так же убедительно, как «привет, мне вчера звонил Наполеон». Физическое сообщество не прощает таких заявлений. Репутация – хрупкая штука, особенно в российской академической среде, где тебя могут объявить гением или шарлатаном с разницей в одну рецензию.

Штерн появился в лаборатории во вторник, в 22:15, когда Артём уже не ждал. Профессор пришёл не один – принёс с собой бутылку армянского коньяка «Арарат» пятилетней выдержки и две стопки. Это настораживало. За восемь лет совместной работы Штерн ни разу не приносил алкоголь в лабораторию. Вакуумные камеры стоимостью в несколько миллионов рублей и этиловый спирт – сочетание, которое ни один здравомыслящий физик не допустит.

– Мы не будем пить рядом с установкой, – сказал Артём.

– Мы будем пить рядом со столом, – ответил Штерн, ставя бутылку на рабочий стол, заваленный распечатками. – Стол – не установка. Стол выдержит.

Он разлил коньяк, поднял стопку, посмотрел на Артёма – и в этом взгляде снова было то, вчерашнее, тяжёлое: не страх, нет. Решимость. Решимость человека, который тридцать пять лет нёс чемодан без ручки и наконец нашёл кому его передать.

– За что пьём? – спросил Артём.

– За правду. Она нам сегодня понадобится.

Выпили. Коньяк был хороший – Артём, привыкший к «Жокею» и гречке, почувствовал это даже своими атрофированными от научной работы вкусовыми рецепторами. Штерн сел, положил руки на стол, переплёл пальцы. Жест, который Артём знал: профессор готовится к лекции. К длинной лекции.

– Я расскажу вам историю, – начал Штерн. – Она покажется вам невероятной. Это нормально. Я тридцать пять лет живу с ней, и она до сих пор кажется невероятной мне.

Артём молча налил себе вторую.

Курчатовский институт, осень 1989 года. Штерну тридцать три. Он – молодой, подающий надежды, наглый (да, именно так он сказал: «наглый, Артём, ваше поколение даже не представляет, какими наглыми мы были»). Заведующий лабораторией перспективной квантовой физики. Группа – пять человек: двое физиков-теоретиков, двое экспериментаторов, один инженер. Тема – квантовая запутанность, тогда ещё экзотика, почти маргинальщина: до экспериментов Аспе оставалось три года, до Нобелевки – тридцать три.

– Мы были первыми, – сказал Штерн без хвастовства, как констатацию. – Не в мире – Белл опередил всех. Но в Союзе – первыми. Нам дали лабораторию, потому что кто-то наверху прочитал статью о «телепортации информации через запутанные состояния» и решил, что это может быть полезно для связи. Военной связи, разумеется. Других в Советском Союзе не было.

Группа работала два года. Генерировали запутанные пары, изучали корреляции, писали отчёты. Рутина. И однажды – точно так же, как у Артёма, – в данных появился шум.

– Только мы не были так терпеливы, как вы, – Штерн слабо улыбнулся. – Мой коллега, Виталий Кравцов, блестящий теоретик, посмотрел на этот шум и за одну ночь написал модель. Я проверял её три месяца. Она была безупречна.

Модель – та самая, что описана в тетради. Темпоральная запутанность. Корреляция квантовых состояний не в пространстве, а во времени. Частица, запутанная с собственным будущим (или прошлым) состоянием.

– Недоставало ключевой формулы, и, это кажется чем-то из разряда «приснилась таблица химических элементов», я проснулся однажды в четыре утра с готовым решением, – полностью сформированным, как будто кто-то написал его на доске, пока я спал. За тридцать лет я так и не понял, откуда оно взялось. Мой мозг не мог это породить – уравнение использовало математический аппарат, которого я не знал на тот момент. Я выучил его потом, чтобы понять собственную формулу.

– Физически это означает следующее, – Штерн перешёл в лекторский режим, и голос его стал ровным, чеканным, профессорским. – Обычная квантовая запутанность: два фотона рождаются в коррелированных состояниях. Измеряем один – мгновенно знаем состояние второго, независимо от расстояния. Пространственная нелокальность. Эйнштейн называл это «жутким дальнодействием» и ненавидел. Но это работает. Доказано.

Он встал и начал ходить – три шага в одну сторону, три в другую. Лаборатория была маленькая, и профессор напоминал маятник.

– Темпоральная запутанность – та же нелокальность, но не в пространстве, а во времени. Фотон в момент T₁ коррелирован с самим собой в момент T₂. Измеряем его состояние сейчас – и получаем информацию о его состоянии в прошлом или будущем. Не «предсказание», не «вычисление» – прямую квантовую корреляцию.

– Это противоречит… – начал Артём.

– Всему? – Штерн остановился. – Нет. Не всему. Это противоречит нашему интуитивному пониманию времени. Но квантовая механика никогда не была интуитивной. Суперпозиция противоречит интуиции. Запутанность противоречит интуиции. Туннельный эффект противоречит интуиции. Мы просто привыкли к этим противоречиям. Темпоральная запутанность – следующий уровень.

– Но причинность…

– Причинность, – повторил Штерн, и в его голосе появилась нота, которую Артём услышал впервые. Что-то среднее между горечью и благоговением. – Причинность – макроскопическая иллюзия. Следствие статистики. На квантовом уровне время – не стрела. Время – ось. И двигаться по ней можно в обоих направлениях. Мы просто не умели.

Он замолчал. Налил себе коньяк. Выпил. Руки не дрожали – они вообще никогда не дрожали у Штерна, даже когда ему было за шестьдесят, – но Артём заметил, что профессор сжимает стопку чуть крепче, чем нужно.

– Что произошло с вашей группой в восемьдесят девятом? – спросил Артём тихо.

Штерн посмотрел на него долго, оценивающе. Потом кивнул – видимо, решив, что Артём заслужил следующую порцию правды.

– Мы получили экспериментальные данные. Слабые, рваные, на грани статистической значимости – оборудование было примитивным, вы даже представить себе не можете. Но данные были. Темпоральная корреляция. Мы зафиксировали состояние фотона, которое коррелировало с его измеренным состоянием через шесть микросекунд в будущем. Шесть микросекунд, Артём. Ничтожность. Мерцание. Но – корреляция. В сырых данных нам даже померещилась тень, – да, да! – цифровая тень, не человеческая, не предмет, а как будто сама темнота цифр обрела форму. Мы, конечно же, списали это на артефакты, но я помню: у этой тени были четкие цифровые контуры, не геометрические, а какие-то органические. Как будто что-то смотрело на нас. Из экрана. Из будущего. Или – из самого Хроноскопа.

– Крючков видел эту запись. Думаю, именно поэтому он закрыл проект. Не из-за распада Союза – из-за тени. Он написал одно слово на полях отчёта: "Нечеловеческое". И больше не обсуждал.

– И вы сообщили руководству.

– Мы были обязаны. Режимный объект, секретная тематика. Кравцов хотел сначала опубликовать, хотя бы в закрытом журнале. Я настоял на отчёте. – Штерн сел, тяжело, как будто вес воспоминания был физическим. – Это была моя ошибка. Первая из многих.

Отчёт ушёл наверх. «Наверх» в Курчатовском институте 1989 года означало – в Министерство среднего машиностроения, а оттуда – в КГБ. Через две недели в лабораторию пришли люди в штатском. Трое. Вежливые, корректные, с удостоверениями, в которые никто не вглядывался, потому что в 1989 году в определённые удостоверения вглядываться было не принято.

– Они забрали все материалы. Все записи. Все экспериментальные данные. Опечатали лабораторию. Нам – каждому из пятерых – вручили подписку о неразглашении сроком в двадцать пять лет. Это было… – Штерн подбирал слово, – элегантно. Не арест. Не угрозы. Просто – «этого не было». Классическая советская процедура.

– А тетрадь?

– Тетрадь, – Штерн посмотрел на зелёную клеёнчатую обложку, лежащую на столе, с тем выражением, с каким смотрят на старую фотографию человека, которого давно нет. – Тетрадь – мой грех. Я должен был сдать её вместе с остальными материалами. Не сдал. Спрятал. Сказал, что все записи – в лабораторном журнале. Они не проверили. Или проверили, но решили, что один экземпляр рукописной тетради – не угроза.

– Или у них были причины дать вам её оставить, – сказал Артём.

Штерн посмотрел на него с неожиданным уважением.

– Вы умнее, чем я думал, – сказал он. – Возможно. Я думал об этом тридцать пять лет. Не пришёл к выводу.

Он помолчал.

– Что случилось с Кравцовым? – спросил Артём.

– Уехал в Израиль в девяносто первом. Потом – в Штаты. Работал в Принстоне. Блестящая карьера – но в другой области. К темпоральной запутанности не возвращался. Мы не общались.

– А остальные?

– Двое уехали. Один умер – рак, в девяносто седьмом. Обычная смерть. Я проверял.

«Я проверял» Артём отметил эту фразу. Штерн произнёс её буднично, как произносят «я ходил в магазин». Но за ней стояло: я подозревал, что его могли убить, и потратил время, чтобы убедиться, что нет. Что это значило о мире, в котором жил профессор Штерн последние тридцать пять лет?

– И вы, – сказал Артём. – Вы остались.

– Я остался. Перешёл в МИФИ. Занимался другими вещами. Ждал.

– Чего?

Штерн налил ещё коньяку. На этот раз – только себе.

– Технологии, – сказал он просто. – В восемьдесят девятом мы были ограничены. Источники фотонов – примитивные. Детекторы – шумные. Электроника – допотопная. Мы поймали шесть микросекунд темпоральной корреляции и упёрлись в потолок. Я знал – я записал это на последней странице тетради, – что для полноценного эксперимента нужна технология, которой ещё нет. Лазеры нового поколения. Детекторы одиночных фотонов с квантовой эффективностью выше девяноста процентов. Криогенное охлаждение. Всё это – вопрос десятилетий.

– И вот – десятилетия прошли.

– И вот вы создали источник, который генерирует темпорально запутанные пары. Случайно. Не зная, что создаёте.

Артём хотел обидеться на слово «случайно», но не успел – мозг был занят другим.

– Подождите, – сказал он. – Вы сказали «ждал». Не «надеялся», не «предполагал» – «ждал». Вы знали, что это произойдёт?

Штерн посмотрел на него.

– Я создал условия.

Пауза.

– Что это значит?

– Это значит, Артём, что я потратил тридцать лет на то, чтобы оказаться в нужном месте рядом с нужным человеком в нужный момент. Вашу кандидатскую тему предложил я. Ваше направление исследований – я. Параметры вашего нового источника – те, которые вы считаете своей идеей, – основаны на подсказках, которые я вбрасывал последние четыре года. Через семинары, через вопросы на защитах, через «случайные» статьи, которые «случайно» оказывались у вас на столе.

Артём молчал. Коньяк в стопке перед ним, нетронутый, отражал свет люминесцентных ламп. Где-то за стеной тикали часы – настенные, советские, с маятником, повешенные в коридоре ещё при Брежневе и с тех пор не останавливавшиеся, как будто демонстрируя упрямство целой эпохи.

– Вы… меня использовали, – сказал он наконец. Голос был ровный. Это было плохим знаком – Артём повышал голос, когда злился несильно. Когда злился по-настоящему – понижал до шёпота.

Штерн не отвёл взгляда.

– Использовал – неточное слово. Я вас направлял. Вы – лучший экспериментатор, которого я встречал за сорок лет в науке. Может быть – лучший в стране. Без вас я бы не смог. У меня – теория. У вас – руки. Мне нужны были ваши руки.

– И вы не могли просто попросить? Показать тетрадь? Объяснить?

– Нет.

– Почему?

– Потому что вы бы не поверили. Потому что вы – скептик, Артём, это ваша сильная сторона. Если бы я пришёл к вам четыре года назад с тетрадью из 1989 года и теорией о темпоральной запутанности, вы бы решили, что я выжил из ума. Вежливо, но решили бы. И не построили бы источник. А даже если бы построили – предвзятость наблюдателя. Вы бы видели в данных то, что хотите видеть. Вам нужно было найти шум самому. Без подсказки. Без ожидания. Тогда – и только тогда – вы бы ему поверили.

Артём выпил коньяк. Он поверил. Штерн был прав – чёрт его побери, он был прав. Если бы кто-нибудь четыре года назад показал ему тетрадь с теорией темпоральной запутанности, он бы вежливо (да, вежливо) предложил автору обратиться к психиатру. Но он нашёл шум сам. Три недели проверял, ползал с мультиметром, стучался головой о стальные рамы. И не нашёл объяснения. И только тогда – тогда! – готов был принять невозможное.

– Я вас ненавижу, Лев Маркович, – сказал Артём.

– Я знаю, – ответил Штерн. – Это пройдёт. А теперь давайте поговорим о контрольном эксперименте.

Контрольный эксперимент был элегантен в своей простоте – как все великие эксперименты. Как маятник Фуко. Как двойная щель. Как яблоко Ньютона, которое, скорее всего, не падало, но если бы падало – было бы элегантным.

Идея Штерна: если источник Артёма действительно генерирует темпорально запутанные фотоны, то можно создать пару, измерить поляризацию одного фотона сейчас – и предсказать результат измерения второго фотона, которое будет проведено через заданный интервал времени. Не вычислить, не угадать – предсказать, на основании квантовой корреляции.

– Ключевое слово – «заданный интервал», – подчёркивал Штерн. – Мы должны контролировать глубину темпоральной связи. Сначала – микросекунды. Потом – миллисекунды. Потом – если источник позволит – секунды.

– Секунды? – переспросил Артём. – Лев Маркович, если мы получим темпоральную корреляцию хотя бы в одну секунду…

– То это будет означать, что мы заглядываем в будущее на одну секунду.

Он произнёс это обыденно, как если бы говорил о погоде. «Завтра дождь». «Мы заглядываем в будущее на одну секунду». Одинаковая интонация. Артём подумал, что, возможно, тридцать пять лет жизни с этой тайной сделали Штерна невосприимчивым к её масштабу. Или, наоборот, научили скрывать масштаб за интонацией.

– Нам нужны люди, – сказал Артём.

– Нет.

– Лев Маркович, я не могу модифицировать установку в одиночку. Детекторная система требует перенастройки, нужен новый модуль временной синхронизации, нужна обработка данных, которая мне не по зубам. Мне нужна Дина – для вычислений. И Ирина – для аппаратной части.

Штерн поджал губы. Он не любил расширять круг посвящённых. Каждый новый человек – это новая переменная, новая вероятность утечки, нового предательства. Он знал это лучше, чем кто-либо: в 1989-м их было пятеро, и этого оказалось достаточно, чтобы информация утекла наверх за две недели.

– Карцева, – сказал он наконец, взвешивая имя, как аптекарь взвешивает яд. – Она… необщительна. Это плюс. Необщительные люди хранят секреты лучше общительных – им просто не с кем ими делиться. Лазарева – надёжна. Военная жена. Привыкла к секретности.

– Значит – да?

– Значит – да. Но больше никого, Артём. Ни одного человека.

Артём кивнул. Он не знал тогда – не мог знать, – что через четыре дня это обещание будет нарушено. И нарушит его не он.

Дину Карцеву Артём нашёл там, где обычно: в серверной, в кресле-мешке, с ноутбуком на коленях и наушниками на голове. Серверная МИФИ – маленькая комната на втором этаже корпуса «Б», набитая стойками, гудящая вентиляторами, тёплая, как материнская утроба. Дина проводила здесь по четырнадцать часов в сутки. Коллеги считали её «странной». Студенты – «жуткой». Артём – гениальной, что, в общем-то, подразумевало и первое, и второе.

Ей было двадцать девять. Худая, бледная (загар и серверная – понятия несовместимые), с короткой стрижкой, которая выглядела так, будто Дина стриглась сама, в темноте, кухонными ножницами, не глядя в зеркало. Возможно, так оно и было. Она носила одни и те же чёрные джинсы и футболку с надписью «There's no place like 127.0.0.1» – айтишная шутка, которую понимали процентов десять сотрудников МИФИ, и это вполне устраивало Дину, потому что остальные девяносто процентов её не интересовали.

Её специальность была на стыке квантовых вычислений и машинного обучения – область настолько узкая, что на всю Россию набралось бы, может быть, человек двадцать, способных понять её диссертацию. Артём был одним из них. Штерн – вторым. Третьим, вероятно, был кто-нибудь в Сколтехе, но Дина в Сколтех не ходила – там «слишком много людей и слишком мало серверов».

Артём снял с неё наушник. Дина дёрнулась, посмотрела на него снизу вверх – глаза тёмные, большие, с тем выражением хронического недосыпа, которое придаёт лицу сходство с совой, – и сказала:

– Я занята.

– Я знаю. У меня есть кое-что поинтереснее.

– Поинтереснее, чем оптимизация квантового алгоритма Шора для трёхсот кубитов?

– Значительно.

Дина посмотрела на него с подозрением. Артём не был склонен к преувеличениям – это она знала. За три года совместной работы он ни разу не назвал свои результаты «прорывом», «революцией» или «переворотом» – словами, которые физики используют так же инфляционно, как экономисты слово «кризис». Если Артём говорил «поинтереснее» – значит, было поинтереснее.

– Говори.

– Не здесь. В лаборатории. И – Дина. Это серьёзно. Серьёзнее, чем всё, чем ты занималась.

Пауза.

– Серьёзнее трёхсот кубитов?

– Дина.

Она закрыла ноутбук.

Ирину Лазареву Артём нашёл в мастерской – подвальное помещение рядом с его лабораторией, забитое осциллографами, паяльными станциями и деталями вакуумных систем. Ирина была там, где была всегда: за верстаком, с паяльником в руке, в защитных очках, которые делали её похожей на стрекозу.

Ей было сорок. Военная выправка – не метафора: муж был вертолётчиком, подполковником ВКС, и за пятнадцать лет брака Ирина перенимала его привычки, как перенимают акцент. Она держала спину прямо. Говорила коротко. Не жаловалась. Не сплетничала. Не опаздывала. Коллеги-мужчины её уважали и слегка побаивались – не потому, что она была грубой (она не была), а потому, что в её спокойствии чувствовалась сталь, которую лучше не пробовать на прочность.

Мужа не было уже два года. Сирия. Вертолёт Ми-28. Официальная формулировка – «боевые потери при выполнении задания». Ирина получила орден за мужа, сложила его в шкатулку и ни разу не доставала. У неё двое детей – Даша, двенадцать, и Миша, девять. Она работала в МИФИ, чтобы быть рядом с ними – институт был в десяти минутах от дома.

Артём рассказал ей минимум: есть экспериментальная установка, нужна серьёзная модификация, детали – только лично, подписка о неразглашении, работа по ночам.

Ирина сняла очки. Посмотрела на него.

– Артём, – сказала она ровно, – если ты предлагаешь мне работу по ночам, значит, дело либо незаконное, либо настолько важное, что его нельзя делать днём. Какой вариант?

– Второй. Определённо второй.

– Штерн в курсе?

– Штерн – инициатор.

Ирина помолчала. Потом кивнула.

– Когда начинаем?

Вот за это Артём её ценил. Ни одного лишнего вопроса. Ни одного колебания. Ирина Лазарева принимала решения, как её покойный муж принимал курс: раз, и точка.

Первую ночь они провели в лаборатории втроём – Артём, Дина и Ирина. Штерн, которому здоровье не позволяло бодрствовать до рассвета, оставил подробные инструкции и уехал домой. Артём рассказал женщинам всё: тетрадь, теорию, шум, темпоральную корреляцию.

Дина слушала молча. Её лицо не выражало ничего – это была её суперспособность: полное отсутствие мимической реакции на информацию любой степени безумия. Артём не знал, что происходит у неё внутри, – впрочем, этого не знал никто, включая, возможно, саму Дину.

– Покажи данные, – сказала она, когда он закончил.

Он показал. Дина смотрела на графики семь минут, не произнося ни слова. Потом сказала:

– Временной сдвиг в корреляции – 3,7 микросекунды. Стабильный. Это не артефакт.

– Ты уверена?

– Артём, я написала систему шумоподавления для квантового компьютера Росатома. Я отличаю артефакт от сигнала, как ты отличаешь кота от собаки.

– Бозон обидится.

– Бозон – кот. Он обидится в любом случае.

Ирина, изучавшая тем временем аппаратную часть, подняла голову от осциллографа:

– Если я правильно понимаю, вам нужна детекторная система, способная разрешать интервалы порядка наносекунд с привязкой к абсолютному времени. И модуль управления задержкой – чтобы выбирать момент второго измерения.

– Именно.

– Это возможно. Мне нужны две недели, быстродействующий FPGA-контроллер и нормальный паяльник. Этот, – она кивнула на институтский, – годится только для лужения кастрюль.

К четырём утра они составили план работ. Дина уехала в свою серверную – спать в кресле-мешке (она, кажется, вообще не имела квартиры; по крайней мере, Артём ни разу не слышал, чтобы она упоминала что-то похожее на дом). Ирина уехала к детям. Артём остался в лаборатории, проверяя установку, – и именно тогда всё пошло не по плану.

В 4:23 дверь лаборатории открылась.

Артём был уверен, что запер. Абсолютно уверен. Но дверь открылась, и в проёме стоял Максим Горелов с двумя стаканами кофе из автомата (один – свой, второй – не ясно для кого, возможно, про запас; Максим всегда имел что-нибудь про запас) и выражением человека, заставшего соседа за перестановкой мебели в три часа ночи.

– Привет, – сказал Максим.

– Как ты вошёл? – спросил Артём, и голос его прозвучал резче, чем хотелось.

– Дверь была открыта.

– Нет.

– Ну, скажем так: замок – не самая сильная сторона этой двери. Я физик, Артём, а не медвежатник, но в данном случае разница невелика. Я дёрнул ручку. Она поддалась. Моя совесть чиста. Почти.

Максим Горелов был красив – не отвлечённой, академической красотой, а конкретной, земной, которая работает в барах, на конференциях и в коридорах институтов одинаково эффективно. Тридцать два года, высокий, спортивный (бокс в молодости, потом – бег, сейчас – абонемент в зал, который он использовал регулярно), с лицом, которое студентки называли «как из сериала», а Штерн – «вызывающе несерьёзным для учёного». Он защитил кандидатскую в двадцать семь, постдоком остался в МИФИ – отчасти из-за научного интереса, отчасти из-за того, что предложения из-за рубежа (Цюрих, Мюнхен) как-то не сложились.

Артём подозревал, что «не сложились» – не совсем точное описание. Максим не рассказывал подробностей, а Артём не спрашивал. У каждого физика есть биография, которую он предъявляет миру, и биография, которую он прячет в нижний ящик стола.

– Что ты здесь делаешь в четыре утра? – спросил Артём.