Вселенная как самый быстрый скремблер

( Май 2024, idb@kiwiarxiv )

В теории квантовой гравитации ныне всё чаще стали употреблять термин «скремблер». Позаимствованный из инженерных сфер телекоммуникаций и защиты информации, здесь этот термин стал означать выход науки на существенно новый уровень понимания природы.

В конце апреля 2024 на сайте научных препринтов arxiv.org была опубликована примечательная статья [o1], сразу же получившая подобающее освещение в научно-популярных СМИ [o2].

Статья физиков-теоретиков носит суховатое и мало что говорящее неспециалистам название «Доказательство универсального предела скорости для быстрого скремблирования в квантовых системах». В научно-популярном еженедельнике New Scientist, оперативно отследившем эту важную работу, о сути достижения заголовок публикации рассказывает уже более интересно: «Чёрные дыры скремблируют информацию – но могут быть и не лучшими в этом деле».

Самое же, пожалуй, интересное и важное в данной работе – это большие вопросы, которые завершают как сугубо научное, так и облегчённо популярное изложение сути нынешнего теоретического достижения.

Журнал New Scientist, в частности, после краткого рассказа о чёрных дырах космоса как о самых быстрых (согласно прежним теориям учёных) скремблерах информации среди всех физически возможных, доступно объясняет, что теперь картина выглядит иначе. Математика новых уравнений свидетельствует, что у природы имеется реальная возможность и для ещё более быстрого скремблирования. А потому в заключение цитируется следующее мнение сведущего эксперта о достижении коллег:

Их новая работа поднимает интригующий вопрос: Если чёрные дыры не являются лучшими из возможных скремблеров информации, то что же тогда это может быть?

Если же ознакомиться с текстом собственно научной статьи, авторы которой (Амит Викрам, Лора Шу и Виктор Галицкий) совместными усилиями сумели вывести аналитическую оценку – или фундаментальный предел – быстродействия для самого широкого диапазона квантово-информационных систем, то и там итог работы подведён в созвучных выражениях:

Интригующий открытый вызов теперь заключается в том, чтобы ответить на следующий вопрос: Что же это за естественная физическая конструкция, в которой мы можем ожидать обнаружение столь быстрых скремблеров?

Из пары приведённых цитат вполне очевидно, что новое теоретическое достижение поставило перед учёными-физиками такой вопрос, для которого у современной науки пока что не видится не только готовых вариантов ответа, но даже идей относительно того, где эту «конструкцию природы» следует искать.

На самом деле, однако, готовый ответ у научного сообщества тут имеется, причём довольно давно. И сводится, по сути, к идее «Вселенная как фибрация Хопфа». Почему и как получается, что данная идея всё время остаётся для учёных в категории табу – то есть как бы неведомой и неосвоенной – это отдельная большая история, ранее уже освещавшаяся здесь неоднократно и с разных сторон. [i1]

Поэтому сейчас представляется более полезным просто рассказать вкратце о том, как в высокие теоретические сферы квантовой гравитации проникала сугубо инженерная поначалу концепция скремблеров для систем связи.

А также о том, как парадоксально противоречащие, казалось бы, друг другу аспекты скремблера ныне помогают теоретикам объединять – на основе идей обработки информации – крайне трудно сопрягаемые аспекты квантовой физики и гравитации.

Ну и том, наконец, как вся эта важная работа – «поиск самого быстрого скремблера в природе» – ещё одним обходным путём опять-таки выводит науку к конструкции нетривиальной фибрации Хопфа, принципиально важной для понимания устройства вселенной…

Читать «Вселенная как самый быстрый скремблер» далее