«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 ««Он занимался хакингом реальности»» далее

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 «В кванты могут все» далее

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 «Квантовые каналы» далее

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 «Сюрпризы квантовой топологии» далее

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

Суперпозиция «Волны D»

(Июль 2014)

Квантовый компьютер – в высшей степени интересная область новейших инфотехнологий. Только здесь, наверное, возможно синхронное появление пары исследований, которые изучали одно и то же, по сути диаметрально расходятся в своих выводах, но при этом оба правы…

0_D-Wave-scalable-Q-comp

Озадачивающие итоги

Практически одновременно (с разницей менее месяца) два солидных научных журнала опубликовали исследовательские работы от команд ученых, которые независимо друг от друга изучали одну и ту же вычислительную систему – первый в истории ИТ коммерческий квантовый компьютер D-Wave.

В самом обобщенном виде выводы двух этих команд можно резюмировать знаменитой двусмысленной формулой типа «казнить нельзя помиловать» – когда одна группа поставила жирную запятую после слова «нельзя», а вторая, соответственно, перед.

Читать «Суперпозиция «Волны D»» далее

Фантастическая реальность

(Март 2000)

К итогам конференции по квантовым вычислениям в Беркли

quantum-Cmp

В середине февраля нынешнего (2000) года в Исследовательском институте математических наук в Беркли (Калифорния, США) прошла конференция по проблемам квантового компьютинга. На конференцию собирались академические ученые и исследователи из промышленности, чтобы обсудить реальные достижения и проблемы в той области, которую еще десяток лет назад считали если и возможным, то весьма отдаленным будущим.

Сегодня, однако, вопросами квантовых вычислений непосредственно занимаются многие университеты и несколько ведущих исследовательских центров компьютерной индустрии, таких как AT&T Labs, IBM и Microsoft Research. Всерьез задумываются над созданием собственных исследовательских групп по квантовым вычислениям в НАСА, в Hewlett-Packard, во многих других научных и промышленных центрах.

В течение последних нескольких лет в лабораториях мира созданы несколько простейших моделей квантовых компьютеров. По сравнению с весьма скромными пока практическими успехами, теория квантовых вычислений ушла значительно дальше, исследуя, какого рода задачи смогут решать более сложные машины, когда (и если) они будут построены.

Читать «Фантастическая реальность» далее

К точке критического перехода

(Май 2013)

Суперкомпьютеры – как передовой авангард информационных технологий – вступают в фазу чрезвычайно важных перемен. Имеет смысл представлять, что это за перемены, и почему они важны для всех.

isc-13-slide

В середине июня город Лейпциг, Германия, принимает у себя очередной главный форум всемирного суперкомпьютерного сообщества – ISC’13 или International Superсomputer Conference 2013. По давно заведенной традиции, в рамках этого мероприятия оглашается TOP500, то есть рейтинговый список полутысячи самых быстрых и мощных вычислительных систем планеты.

Понятно, наверное, что суперкомпьютеры, занимающие самые престижные верхние строчки в TOP500 – это не только предмет особой гордости государств, владеющих столь ценными хайтек-ресурсами, но еще и своеобразное зеркало, отражающее самые передовые тенденции в области высокопроизводительных вычислений или кратко HPC (High Performance Computing).

Соответственно, ту небольшую группу людей, которым сообщество доверило работу по ежегодному составлению и редактированию списка TOP500, принято расценивать как наиболее компетентных и знающих специалистов в сфере HPC.

Опять-таки по давней традиции, соредакторами TOP500 являются четыре человека – два из Америки и два из Европы (в обозримом будущем, естественно, появятся и представители Азии, но пока этого нет). И неудивительно, что когда кто-то редакторов TOP500 выступает с докладом о положении и тенденциях в отрасли, то к их словам принято внимательно прислушиваться.

Удивительным же тут является вот что. Примерно за месяц до начала ISC’13, в мае 2013, один из соредакторов TOP500 с американской стороны, Хорст Саймон (Horst Simon) два раза подряд выступил на конференциях помельче с одним и тем же, по сути, программным докладом, озаглавленным подчеркнуто вызывающе: «Вычисления экза-масштаба и почему мы их не получим к 2020 году» (см.  PDF-презентацию).

Читать «К точке критического перехода» далее

Особый путь «Волны D»

(Май 2013)

Все, кто интересуется компьютерными технологиями, наверняка наслышаны и о тех замечательных перспективах, которые сулят в будущем квантовые компьютеры.

Очень большая проблема в том, что компьютер на основе квантовых эффектов хотя и возможен теоретически, однако чрезвычайно сложен в практической реализации.

Таково, по крайней мере, общепринятое мнение. Только вот разделяют его, впрочем, отнюдь не все…

D-Wave-Boxes

Базирующаяся в Канаде компания D-Wave, небольшая по величине, но уже вошедшая в историю как фирма, первой выпустившая на рынок коммерческий квантовый компьютер, объявила в середине мая (2013), что ей удалось продать еще одну – вторую – вычислительную систему D-Wave Two. (Ориентировочная стоимость этого штучного товара, по сведениям из разных источников, составляет от 10 до 15 миллионов долларов за одну машину).

Официальный контракт на поставку необычного вычислителя заключен между компанией D-Wave и организацией USRA, Университетской Ассоциацией космических исследований (Universities Space Research Association). Причем организация эта, что интересно, не имеет ни денег для столь недешевого приобретения, ни собственного места для правильного размещения такого компьютера, работающего при сверхнизких температурах.

D-Wave-Systems-QC

Иначе говоря, другими важнейшими сторонами данного контракта являются корпорация Google, выделившая под все это дело деньги, и американское космическое агентство NASA, предоставившее необходимую научно-техническую базу для разворачивания квантового суперкомпьютера. И конечно же, все упомянутые участники намерены непосредственно использовать новую машину в собственных исследованиях.
Читать «Особый путь «Волны D»» далее

Квантовая крипто-неопределенность

(Май 2004)

Если система доказуемо безопасная, то, вероятнее всего, это не так.
Ларс Рамкильде Кнудсен, известный датский криптограф

Quantum-optics

Избрав в качестве постоянного занятия работу обозревателя ИТ-новостей, автор данного текста поневоле регулярно сталкивается с известиями о все более впечатляющих достижениях в области квантовых коммуникаций.

Или, как еще иначе и не совсем корректно называют эту область, в квантовой криптографии. Где для пересылки ключей шифрования используются квантовые состояния частиц, а законы физики делают перехват этой информации невозможным, поскольку всякий акт наблюдения нарушает хрупкое состояние системы и выдает присутствие злоумышленника.

По долгу журналиста-обозревателя, автор всякий раз добросовестно старается выделить необычность и подчеркнуть прогрессивность новой технологии (благо практическое освоение наиболее удивительных квантовых эффектов всегда достойно внимания).

Однако как человека, в прошлом непосредственно связанного с криптографией, автора все время коробит от того, сколь бесконечно далека шумная рекламная трескотня вокруг квантового крипто от действительной ситуации в криптографической науке и от практических задач по защите информации.

Если формулировать предельно кратко (пусть упрощенно), то НИКАКИХ РЕАЛЬНЫХ проблем квантовая криптография эффективно не решает и — более того — очень сомнительно, что будет способна решать в обозримом будущем. Естественно, это вовсе не личное мнение автора, а точка зрения очень многих специалистов, глубоко понимающих суть криптографии и информационной безопасности в целом.

Читать «Квантовая крипто-неопределенность» далее