Михаил Сизов - Сущник

– В конце двадцатого века в одном из русских секретных институтов работал молодой математик-программист Герман Маер. Для военных он придумывал абсолютный шифр, который бы ни один суперкомпьютер не смог взломать. Такой шифр для кодирования и раскодирования требовал очень много переменных ключей, состоящих из случайных чисел. А где их взять, абсолютно случайные-то?

Старичок-профессор весело оглядел аудиторию и заговорщицки приложил палец к губам:

– Тш-ш… только никому не говорите, это величайший секрет! Сообщаю вам: наш мир детерминирован, и в нём случайностей нет вообще. Повторяю: нет во-о-обще! В замкнутой системе, каковой является наша вселенная, все события заранее прописаны в некоей вероятностной матрице. Это как в биллиарде: один шар ударяется о другой, он катится и задевает третий, тот касается других шаров – и все эти передвижения можно смоделировать от начала и до конца, в них нет и не может быть неопределённости. Как говорил великий астроном и математик Пьер Лаплас: «Дайте мне начальные условия, и я рассчитаю весь мир». Это осознал и наш Маер. Но не сразу. Бросив математический инструментарий, он попытался построить генератор абсолютно случайных чисел на изменчивости внешней среды. Использовал при этом «шум» полупроводников и случайные перепады напряжения в электрической сети. Такой генератор действовал и мог использоваться в криптографии. Но Маер видел, что внешняя среда всё же детерминирована, возмущения в ней происходят в результате причин, которые подчинённы закономерностям. На этот счёт Маер сильно переживал, о чём и писал своему другу, с которым прежде учился. Зачитаю вам любопытный отрывок:

«Гриха, это, наверное, болезнь. Как заведённый думаю о ГАСЧ. Близок локоток, да не укусишь… А нынче затестил я ту игрушку, с ползающими по полю танчиками, которую ребята написали на Паскале. Графика ни к чёрту, но изюминка в том, что танчики интеллектуально выбирают цель для стрельбы. Хотя, конечно, все ходы там просчитываются, как в домино. А что будет, если я подключу туда ГАСЧ? Танчики получат ни много ни мало СВОБОДУ ВОЛИ! Воля – это уже существующий программный код, в который заложена цель застрелить противника. А свобода – абсолютная непредсказуемость, то есть ГАСЧ. Подобно богу я смогу в бездушную программу вложить дух, и она начнёт жить самостоятельной жизнью. Охренеть, да? Вот поэтому ничего и не получается у меня с генератором абсолютной случайности, тут конкуренция, понимаешь ли, со Всевышним, спорт высоких достижений. И на кого ты поставишь – на меня или на боженьку?»

Как видите, программист был в таком отчаянии, что даже впал в некоторую религиозность. Дальнейшая история весьма мифологизирована. Будто бы Маер попытался построить генератор на основе квантовой неопределённости, мол, это единственное в нашей вселенной, что может генерировать ряд абсолютно случайных значений. Маер не был физиком-ядерщиком и соответствующего оборудования в его институте не имелось. Но из литературы он знал, что квантовые эффекты наблюдаются не только в микромире, у элементарных частиц, но и на макроуровне, в космосе. В ту пору как раз зарождалась гравитационно-волновая астрономия, изучавшая колебания пространства-времени, и учёные писали в научных журналах о том, что в их измерения вмешивается эффект неопределённости – тот самый, что проявлялся и на квантовом уровне.

Седенький профессор прижал ручки к груди и картинно понурил голову:

– А дальше, извините, я буду рассказывать вам сказки. Потому что на самом деле никто точно не знает, откуда Маер получил квантовый шум. Итак, сказка первая. Наш программист собрал радиометр и повторил наблюдения русской Пулковской обсерватории, где в 1955 году обнаружили реликтовое излучение. Как считают физики, это излучение появилось в момент зарождения нашей вселенной, в результате большого взрыва, и всё время распространятся по космосу – как от первого удара биллиардным шаром. Излучение было тогда измерено и записано как шумовое СВЧ излучение. И вот будто бы Маер из этого шума и выделил квантовый шум. Теперь сказка вторая. У Маера имелся очень чуткий радиоприёмник «Телефункен», и то ли из-за особенностей этого приёмника, то ли случайно программист услышал и записал на магнитную плёнку искомый «шум», уловленный в радиоэфире во время геомагнитной бури, вызванной вспышкой на Солнце. Как бы там ни было, запись у него появилась, и «шум» оказался необычным – при каждой попытке оцифровать аналоговое его содержание получались разные результаты. Также не поддавался он копированию и размножению, то есть не дублировался. Перезапись на другой носитель стирала шум напрочь, оставляя на магнитной ленте лишь радиоэфирный треск и шорох.

Всё это произошло перед самым распадом Советского Союза, частью которого была Россия, и своим открытием Маер никак не воспользовался. По одним сведениям, он подвергся алкогольной зависимости и умер. По другим – эмигрировал в другую страну и там затерялся. Предполагают, что его убили сотрудники государственной безопасности. Есть даже слух, что его живым забрали на небо, – в это верят эосфориты, представители религиозного течения духозаветников. Между тем спустя много лет после исчезновения Маера кассета с записью квантового шума обнаружилась в одной ближневосточной стране, и вот при каких обстоятельствах.

В первой половине ХХI века остро встала проблема плотности упаковки информации в компьютерах. Уже были созданы транзисторы размером менее трёх нанометров. Для сравнения, размер атома колеблется от 0,1 до 0,4 нанометра, – и было понятно, что дальнейшая миниатюризация транзисторов заходит в тупик. Поэтому пошли по пути создания квантовых компьютеров с использованием феномена квантовой запутанности.

Профессор налил воды из гранёного графина в такой же ретростакан и выпил. Вытерев губы батистовым платочком, продолжил:

– А теперь внимание, подходим к тому, как мы смогли проникнуть в эос и какую роль при этом сыграл квантовый шум Маера. Итак, чтобы построить более совершенный компьютер, следовало овладеть квантовым миром, использовав его замечательную особенность – «запутанное» состояние. Там были свои проблемы, но я скажу лишь об одной сложности, которая не позволяла собирать в микромире цельные квантовые конструкции. Эта сложность проистекала из размытости самого кванта – он ведь как обмылок в руке, постоянно выскальзывает, поскольку его скорость и положение в пространстве одновременно не фиксируются, тут можно измерить только одну сторону, а не всё целиком. И как можно что-то построить из таких кирпичиков, у которых что и где гуляют сами по себе? Да ничего!

И вот, чтобы обуздать эту квантовую расплывчатость, вспомнили о принципе гетеродина. Слово «гетеродин» с греческого переводится как «иная сила». Как были устроены древние радиоприёмники? Через антенну в него поступал принимаемый сигнал, обычно смешанный с посторонними шумами. Чтобы сигнал очистить и усилить, внутри приёмника включался маломощный генератор – гетеродин, и он генерировал схожий сигнал, с такой же частотой и длиной волны. Два колебания накладывались друг на друга, появлялась разностная частота, и вот с помощью её принимаемый сигнал выделялся и фиксировался.