Сущник

Седенький профессор прижал ручки к груди и картинно понурил голову:

– А дальше, извините, я буду рассказывать вам сказки. Потому что никто точно не знает, откуда Маер получил квантовый шум. Итак, сказка первая. Наш программист собрал радиометр и повторил наблюдения российской Пулковской обсерватории, где в 1955 году обнаружили реликтовое излучение. Как считают физики, оно появилось в момент зарождения нашей вселенной, в результате большого взрыва, и всё время распространятся по космосу – как от первого удара биллиардным шаром. Излучение это было измерено тогда на длине волны в 32 сантиметра и записано как шумовое СВЧ излучение. И вот будто бы Маер из этого шума и выделил квантовый шум. Теперь сказка вторая. У Маера имелся 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 «чистые» звуки шороха и треска радиоэфира.

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 Израиле, 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 ретро-стакан 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. Суть её в том, что если часть системы имеет какую-то информацию, то эту информацию автоматически имеет и вся система целиком. Для компьютера это очень хорошо, поскольку в сцепленном состоянии одна ячейка может хранить уже не два значения 0 и 1, а сразу несколько. Но ничего хорошего не бывает без плохого. Если попробовать считать информацию из квантовых ячеек, находящихся в «запутанном» состоянии, то это будет вмешательством в квантовую систему, и информация там сразу поменяется. То есть копировать информацию оттуда затруднительно. Были и другие сложности, проистекающие 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 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.

Как говорится, «всё изобретено до нас». И что забавно – принцип гетеродина ведь уже использовался для обуздания квантовой неопределённости! Было это в ХХ веке. Тогда бурно развивались лазерные технологии, и возникла проблема: учёные не могли измерить две компоненты лазерного излучения – электрическую и магнитную. Квантовая неопределённость не допускала одновременного их считывания – в момент измерения одного менялись характеристики другого, и наоборот. И принцип гетеродина выручил: учёные взяли да сложили излучение лазера с опорным излучением из независимого источника, в итоге появилась возможность сделать приближённое совместное измерение сразу двух компонент, обойдя квантовый закон неопределённости.