Архив рубрики: Квантовая информатика

Гипотеза симулятора, или Кто боится голографии

(Ноябрь 2016)

Среди думающих людей стабильно укрепляется идея о том, что реальность – это своего рода голографическая компьютерная симуляция. Однако еще интереснее другое – то, что человек попутно узнает о единой природе сознания и материи.

0_hologram

На фоне всего того драматично-непредсказуемого цирка, что сопровождал выборы следующего президента США, в потоке мировых новостей как-то совершенно затерялся один очень важный сюжет. Точнее говоря, даже не сюжет, а целая гигантская тема, пока что проявляющаяся в нашей жизни лишь странными или забавными эпизодами. Однако в перспективе сулящая преобразовать все устоявшиеся взгляды людей как на окружающий мир и природу вселенной, так и на своё собственное – особенное – в ней место.

«Ритуальное убийство» в ЦЕРНе и миллиардеры-«сатанисты»

В высшей степени странные и удивительные дела происходят ныне вокруг науки физики и ее новейших, особо выдающихся теоретических достижений. Но дабы поместить эту необычную историю в более общий научный контекст, начать надо не с теории, а с экспериментов в женевском CERN. То есть в Европейском центре ядерных исследований, где ученые всего мира работают с самым огромным и самым дорогим на этой планете аппаратом для физических опытов – ускорителем частиц под названием LHC или Большой Адронный Коллайдер.

Для народа, интересующегося наукой, наверняка не должно быть новостью, что вот уже на протяжении нескольких лет – фактически с момента запуска LHC в работу – средства массовой информации то и дело сообщают о неких сигналах тревоги и беспокойства от представителей неравнодушной общественности. Одним из таких озабоченных персонажей мерещится, что гигантские супермагниты коллайдера породят черную дыру, которая начнет поглощать материю и пространство, уничтожая бесследно весь наш мир. Ну а другие – с закидонами на религиозной почве – страшатся появления чего-то типа «портала в ад», откуда хлынет на нас всякая дьявольская нечисть…

В конце же нынешнего лета для обоснования всех мрачных предчувствий подобного рода появился еще и своеобразный «видеодокумент», как бы наглядно свидетельствующий, что дела в научном центре и впрямь творятся тёмные и нехорошие. Анонимно выложенный на YouTube видеоролик запечатлел, ни много ни мало, ночную сцену ритуального убийства женщины, совершенного на площади ЦЕРНа у подножия статуи Шивы – грозного «бога-разрушителя» индуистов (как его предпочитают подавать в традициях европейско-христианской культуры).

Читать далее Гипотеза симулятора, или Кто боится голографии

Суета заранее, или Пост-квантовые тайны криптографии

(Октябрь 2016)

В высших кругах криптографического мира наблюдается весьма оживленная активность. Почему так интенсивно все вдруг завертелось, никто толком не понимает. За кулисами явно знают больше – но помалкивают, как обычно. Да еще прячут концы…

10-key

Компетентные инстанции по обе стороны Атлантики, занимающиеся установлением всеобщих технических стандартов, в настоящее время очень заметно озаботились проблемами так называемой квантово-безопасной криптографии.

Под этим общим термином (в другой версии он же звучит как пост-квантовая криптография) в области защиты информации принято понимать широкий круг всевозможных алгоритмов, протоколов и устройств для коммуникаций, способных противостоять угрозам со стороны квантовых компьютеров.

Если знать, что настоящий квантовый компьютер – это пока еще техника сугубо гипотетическая, а реальные задачи по быстрому взлому шифров такие вычислители смогут решать (согласно прикидкам авторитетных экспертов) лишь только лет эдак через 20-30, а может даже 40, то вполне естественно и удивиться. Почему вдруг именно сейчас такая суета?

У высоких инстанций, конечно же, готовые ответы на подобные вопросы всегда имеются. Так что для поверхностных оценок несведущей публики представленные объяснения выглядят не только разумно, но и убедительно. Для специалистов, однако, картина куда менее ясна. Чем лучше эти люди понимают суть данного предмета, тем больше они видят неувязок и мутных умолчаний в предлагаемых объяснениях.

Ну а для того, чтобы стало понятно, отчего все это очень важно и интересно даже для неспециалистов, надо чуть подробнее разъяснить, что и как тут вообще происходит.

Читать далее Суета заранее, или Пост-квантовые тайны криптографии

«Он занимался хакингом реальности»

(Июнь 2016)

К столетию Клода Шеннона. О великом ученом и инженере, открывшем для человечества эпоху цифровых инфотехнологий. А также об обстоятельствах, скрывающих реальный масштаб шеннонова вклада в науку.

0-Shannon-monument

Всех читателей данного текста полезно, наверное, заранее предупредить. То, что здесь будет рассказано – это в целом довольно странная, местами очень причудливая и отчасти даже мистическая история из мира науки и высоких технологий. История очевидно закручена вокруг человека по имени Клод Шеннон, однако далеко не во всех из описываемых событий он принимал личное участие.

Соответственно, и начать этот странный рассказ имеет смысл с воспоминаний молодой женщины по имени Эмбер Кейс, абсолютно никакого отношения к Шеннону, на первый взгляд, не имеющей. Но это, впрочем, смотря какую выбрать перспективу для обзора…

Воспоминания относятся к раннему детству девочки – из самого начала 1990-х, когда Эмбер было всего 4 или 5 лет. Ребенок был явно неординарный, внимательные родители заметили это быстро, так что по вечерам папа читал дочке перед сном не обычные в таком возрасте сказки, а разные истории из совсем не детской научно-популярной книжки «Эволюция сознания».

И вот как-то однажды за подобным чтением, когда потребовалось наглядно пояснить интересную идею, папа взял лист бумаги и нарисовал на нем две точки, А и Б. И спросил у дочери, что будет кратчайшим расстоянием от точки А до точки Б. Прямая линия, сказала Эмбер. Да, согласился отец, но есть и еще более короткое расстояние – и он сложил лист бумаги так, что теперь две точки стали соприкасаться…

Так я впервые узнала про идею «кротовых нор» в пространстве, – рассказывает Эмбер Кейс. Идея про сжатое время и сжатое пространство настолько глубоко поразила маленькую девочку, что с той поры она стала думать об этом чуть ли не каждую ночь. И ныне, уже давно став взрослой, закончив университет и обретя среди профессионалов широкую известность в качестве одного из лидеров «цифровой философии», Кейс по-прежнему часто думает о межпространственных туннелях. Но уже в несколько ином, антропологическом контексте:

«Когда вы погружаетесь действительно глубоко в антропологию, то обнаруживаете, что изучается тут компрессия пространства и времени. Инфотехнологии – вот что ныне сжимает расстояние между точками А и Б, то есть расстояние между людьми»…

Самый неизвестный из великих

Случилось так, что в тот же период, когда маленькая девочка Эмбер впервые открыла для себя одну из важнейших идей, сформировавших ее мировоззрение, в научном сообществе отмечали большой – 75-летний – юбилей Клода Шеннона. Главным событием в ознаменование этого юбилея стало первое издание книги с собранием сочинений великого математика и инженера, давшего начало эпохе цифровых инфотехнологий.

Ну а самый главный текст в этом сборнике, знаменитый шедевр ученого под названием «Математическая теория связи», публикация которого в 1948 году ознаменовала рождение совершенно новой научной области под названием «теория информации», в первых же строках начинался с такой фразы:

«Фундаментальная проблема связи заключается в том, чтобы в одной точке воспроизвести то сообщение, которое было выбрано для передачи в другой точке»…

Ни в 1948 году, естественно, ни в начале 1990-х, ни даже сегодня, еще четверть века спустя, в науке как не было, так и все еще нет действительно полного понимания того, к сколь глубоким концепциям и тайнам в устройстве природы, материи и сознания приоткрыла двери работа Шеннона «Математическая теория связи». А также и многие другие из шенноновых работ, проделанных позднее и по сию пору считающихся легкомысленными развлечениями эксцентричного ученого-инженера.

Читать далее «Он занимался хакингом реальности»

В кванты могут все

(Март 2016)

На пересечении миров науки и развлечений появилась новая компьютерная игра «Квантовые шахматы». Неординарные события и обстоятельства вокруг этого явления укладываются в довольно любопытную историю…

8-QuantumChess_CubeMap

Один праздничный вечер

В последних числах января 2016 конференц-зал Калифорнийского технологического университета (широко известного как Калтех) принимал у себя красочное научно-развлекательное шоу под названием One Entangled Evening, то есть «Один сцепленный вечер».

Организатором мероприятия был IQIM, Институт квантовой информатики и материи при Калтехе. А в необычном названии обыгрывался один из важных и по сию пору загадочных феноменов науки – квантовая сцепленность или Entanglement.

В целом вечер был посвящен празднованию «квантового научного наследия» и памятных дат из жизни Ричарда Фейнмана (1918-1988), одного из самых знаменитых профессоров Калтеха. Ну а для развлечения собравшейся на праздник околонаучной публики была подготовлена обширная программа из всевозможных номеров – выступления артистов эстрады, речи нобелевских лауреатов и героев инфотехнологической индустрии, а также одна почти настоящая кинопремьера – новейшего фильма «Anyone Can Quantum» (см. на Youtube).

Точнее говоря, премьера-то была вполне настоящей, вот только сам фильм «Кто угодно может в кванты» представлял собой нечто среднее между рекламным роликом, научно-фантастической короткометражкой и озорной киношуткой в духе студенческих капустников. И хотя весь антураж картины выглядел довольно несерьезно, исполнители главных ролей там подобраны воистину с размахом: звезды Голливуда Киану Ривз и Пол Радд («Человек-муравей» из одноименного кинокомикса), плюс известнейший физик-теоретик Стивен Хокинг, играющий в фильме сам себя.

Читать далее В кванты могут все

Квантовые каналы

(Декабрь 2000)

Квантовые каналы связи – средство для секретных донесений, или путь к пониманию Вселенной?

quantum-chan

Этот «сцепленный» мир

1990-е годы стали периодом чрезвычайно быстрого прогресса в области квантовых методов обработки информации и коммуникаций. Теоретически обоснованные и экспериментально подтвержденные идеи открывают для человечества совершенно новые перспективы, поскольку квантовая механика не только демонстрирует абсолютно новые способы работы с битами информации, но и на принципиально иной уровень перемещает понимание того квантового мира, в котором мы живем.

Ныне уже практически ни у кого не вызывает сомнений, что можно практически создавать (хотя бы «примитивные») квантовые компьютеры и особо стойкие криптографические системы, построенные на квантовых эффектах «суперпозиции» и «зацепления». То есть на основе тех фундаментальных свойств природы, которые в нашей привычной жизни пока что представляются чем-то противоестественным и даже просто невозможным.

Квантовое устройство окружающего нас мира — это нечто такое, что физика преподнесла человечеству с некоторым смущением, поскольку квантовые законы явно не соответствуют нашему повседневному опыту. Но квантовая физика не только радикально уводит нас от физики классической, но и предлагает, как стало ясно в последние десятилетия, множество новых возможностей для обработки и передачи информации.

Читать далее Квантовые каналы

Сюрпризы квантовой топологии

(Ноябрь 2015)

Топологический квантовый компьютер пока что никто сделать не сумел. Но суть идей в основе этой концепции необычайно красива, а практические успехи на пути её освоения уже несомненны. Так что в итоге наверняка все должно получиться.

0.Quantum-Topology

В принципе, данный материал вполне можно было бы озаглавить «Другая Физика». Потому что весь набор результатов, получаемых в процессе освоения области «топологические квантовые вычисления» – это, по сути дела, тихая-незаметная и одновременно великая научная революция.

Если приглядеться, то на данном направлении буквально каждый шаг – от истории зарождения и вплоть до новейших достижений –  хотя бы чуть-чуть (а порою существенно) изменяет и переворачивает устоявшиеся научные представления об устройстве окружающего мира. Но поскольку происходит это все не только очень постепенно, но и строго в рамках научного мейнстрима, никто как бы не замечает, что вся физика, фактически, переворачивается попутно «с головы на ноги».

Ну а чтобы столь важный процесс стал не только заметен, но и вполне понятен, рассказывать историю надо в общей исторической ретроспективе. Однако начать лучше все же с самых последних новостей – для общего представления о ситуации в столь интересной области и о масштабе происходящих перемен.

Читать далее Сюрпризы квантовой топологии

«Как-то раз Алиса и Боб заходят в бар…»

(Декабрь 2003)

Просто набор занятных коротеньких сюжетов из нашей странноватой жизни

Alice-and-Bob

Физики продолжают шутить

В декабрьском (2003 г.) номере журнала Physics World опубликованы результаты небольшого исследования-опроса «Юмор в физике», проведенного среди ученых за осенние месяцы. Несколько сотен писем подтвердили, что с юмором у ученых по-прежнему все в порядке. Но поскольку подобные исследования проводятся уже не первое десятилетие, множество шуток распадается на достаточно четко структурированный набор классов.

Читать далее «Как-то раз Алиса и Боб заходят в бар…»