Факторизация человечности - Роберт Сойер

Это семинар кружил голову — как и все семинары профессора Папино. И оно также было метафорой, которую Кайл пронёс с собой через всю свою жизнь: принятие решений, развилка путей.

Тогда, в 1996, хоть они с Хизер и были ещё студентами, он знал, какой выбор хочет сделать. Он хотел жить во вселенной, в которой у него есть ребёнок.

И поэтому в ноябре появилась на свет их первая дочь, Мэри Лорен Могилл.

5

Кайл шёл по Уилкокс-стрит, возвращаясь из Нью-Колледжа в Маллин-холл, но его остановили прежде, чем он добрался до перекрёстка с Сент-Джордж.

— Сэр — простите. Сэр, прошу прощения! Да, вы. Дэйл Вонг, «Сити-ТВ». Мы хотели бы задать вам вопрос.

— Уличник? — Слово откуда-то всплыло у Кайла в голове.

Молодой человек с видеокамерой повеселел.

— Точно, сэр. Уличник. Вот наш вопрос. Сегодня десятая годовщина получения первого радиопослания с Альфы Центавра.

— Правда?

— Да, сэр. Как повлияло на вас за прошедшее десятилетие знание о том, что где-то во вселенной существует разумная жизнь?

Кайл в раздумье нахмурился.

— Ну, хороший вопрос. Кстати, что интересно — моя жена как раз занимается расшифровкой посланий инопланетян.

— Но как это изменило вас — ваши взгляды?

— Ну, я думаю, это несколько расширило мой взгляд на вещи. Ну, знаете — все наши проблемы кажутся такими мелкими по сравнению с безграничностью вселенной. — Слова показались ему фальшивыми, как только он их произнёс. Кайл помолчал — он знал, что достаточно долго, чтобы запись нельзя бы было пускать в эфир без редактуры. — Нет-нет, дело не в этом. Хотите правду? Это не изменило ничего, ни единой мелочи. Неважно, насколько велика вселенная, мы всегда смотрим внутрь.

— Спасибо, сэр. Спасибо… Мэм! Мэм! Секунду вашего времени, пожалуйста!

Кайл продолжил свой путь. Прежде он об этом никогда по-настоящему не задумывался, но его нынешний исследовательский проект явно уходил корнями в ту самую весну 1996 года, когда он узнал, что Хизер беременна.

— Итак, — говорил профессор Папино, — интерференционная картина, получаемая в результате прохождения единственного фотона через две щели, может быть доказательством существования множественных вселенных. Но вы можете спросить, какое это имеет отношение к компьютерным вычислениям? — Он вперился взглядом в аудиторию.

— Вспомните наш пример с походом Кайла на работу. В одной вселенной он идёт по восточной стороне Квинс-Парка; в другой — по западной. Теперь Кайл, вообразите, что ваш босс попросил вас  до прихода на работу решить две задачи, и вы, не сумев преодолеть студенческих привычек, отложили их на самый последний момент. Времени, пока вы идёте на работу, хватает лишь на то, чтобы найти решение только одной задачи. Допустим, что если вы идёте по западной стороне, вы занимаетесь решением задачи А, а если по восточной — то решаете задачу Б. Есть ли какой-нибудь способ найти решения обеих задач ко времени вашего прихода на работу, не замедляя шаг и не обходя здание парламента дважды?

Кайл был уверен, что его лицо выражает полнейшее недоумение.

— У кого-нибудь есть идеи? — спросил Папино, приподнимая косматые брови.

— Я удивлён, что вы думаете, будто Могилл способен найти хотя бы одно решение, — сказал Д’Аннунцио.

Несколько студентов прыснули. Папино улыбнулся.

— Так вот, такой способ есть, — произнёс профессор. — Вы знаете народную мудрость — одна голова хорошо, а две — лучше. Если бы наш Кайл — Кайл из нашей вселенной, который идёт по западной стороне и решает задачу А — смог объединить усилия с другим Кайлом — Кайлом из параллельной вселенной, идущим по восточной стороне и решающим задачу Б — то он имел бы оба решения.

Поднялась рука.

— Гленда?

— Но когда вы говорили про фотон и щели, вы сказали, что вселенные сольются только в одном случае — если нет способа определить, через какую из щелей прошёл фотон в каждой вселенной.

— Именно. Но если мы сможем придумать метод, для которого не будет иметь значения, по какому пути Кайл пошёл в этой вселенной — или даже метод, при котором Кайл сам не будет знать, каким путём он пошёл, и никто его не будет видеть во время его путешествия — тогда, в конечном итоге, обе вселенные сольются друг с другом. Но в получившейся в результате этого слияния вселенной Кайл будет знать решение обеих задач, несмотря на то, что у него было время для решения лишь одной.

Папино улыбнулся.

— Добро пожаловать, — сказал он, — в мир квантовых вычислений. — Он сделал паузу. — Конечно, на самом деле у Кайла больше двух возможностей — он мог остаться дома, мог поехать на работу на машине, мог взять такси. Точно так же можно вообразить эксперимент с лампочкой и десятками или даже сотнями щелей. Представьте себе, что каждый их фотонов, испускаемых лампочкой, представляет собой бит информации. Помните: все вычисления производятся с помощью счётов — чтобы что-то вычислить, мы должны что-то куда-то передвинуть, будь это костяшки счётов, атомы, электроны или фотоны. Но когда каждый из них может находиться одновременно в нескольких местах в параллельных вселенных, чрезвычайно сложные вычисления могут быть произведены очень, очень быстро.

Рассмотрим, к примеру, факторизацию числа. Как мы это делаем? В сущности, методом проб и ошибок, хотя и имеется несколько полезных приёмов. Если мы хотим найти делители восьми, мы принимаемся делить его на разные числа. Мы знаем, что восемь делится нацело на единицу; любое целое число делится на единицу. Что насчёт двух? Да, это тоже делитель; восемь поделить на два равно четырём. Три? Нет; на три восьмёрка нацело не делится. Четыре? Да; восемь поделить на четыре будет два. Вот так мы делаем: прямым перебором, проверяя каждый возможный делитель по очереди. Но числа становятся больше, и количество делителей становится больше. В этом году с помощью сети из шестнадцати сотен компьютеров удалось найти все делители числа, состоящего из 129 цифр — самого большого числа, когда-либо подвергавшегося факторизации. Весь процесс занял восемь месяцев.

Но представьте себе квантовый компьютер, находящийся в контакте со всеми возможными альтернативными компьютерами в параллельных вселенных. И представьте себя программу, которая факторизует большие числа, работая со всеми возможными делителями одновременно. Питер Шор, математик из «AT&T», разработал программу, которая делает именно это: проверяет все возможные делители большого числа одновременно, по одному в каждой из альтернативных вселенных. Программа представляет результат в виде интерференционной картины на фотоплёнке. Алгоритм Шора приводит к тому, что числа, не являющиеся делителями, гасятся, оставляя на плёнке тёмные места. Чередование светлых и тёмных мест создаёт своего-рода штрих-код, прочитав который, можно узнать, какие числа в самом деле являются делителями числа, с которого всё началось. И поскольку вычисления производились в параллельных вселенных, за время, которое потребовалось нашей вселенной, чтобы проверить один-единственный возможный делитель, все остальные делители также были проверены и был получен результат. Если нет никакой разницы в том, какой именно делитель проверял наш собственный компьютер, результат будет получен практически мгновенно; то, на что у обычного компьютера уходит восемь месяцев, квантовый сделает за доли секунды.