На лужайке Эйнштейна. Что такое НИЧТО, и где начинается ВСЕ - Аманда Гефтер

Несколько недель спустя я упаковала сумку и снова направилась на запад, в Пало-Альто.

На конференции я увидела множество знакомых лиц. Там были Сасскинд и, конечно, Буссо. Бэнкса не было, но приехал его коллега, Вилли Фишер. Я заметила Хуана Малдасену, Дона Пейджа, Джона Прескилла… Столько блестящих мыслителей, которые за последние несколько десятилетий сделали решающий вклад в возведение невероятного теоретического сооружения, которое было сейчас на грани краха. Они явно нервничали. Полчински, один из возмутителей спокойствия, тоже был там, как и А, и M, и S. Бюст Эйнштейна наблюдал за всеми в гостиной. Он тоже нервничал.

Когда пришло время отправиться в конференц-зал, я постаралась занять место в дальнем ряду.

– Зал разделен на три части, – объяснил мне Сасскинд. – Удобные кресла спереди – для физиков, участвующих в дискуссии. Чуть менее удобные кресла позади них для физиков, которые не собирались выступать. И неудобные стулья в последних рядах – для наблюдателей.

Я села и приготовилась слушать первое выступление, но я не могла сдержать улыбку. Все, что я знала, могло оказаться ошибочным, и меня сослали на самые неудобные места, – но все же я была приглашена. Как говорят, все, что случается, когда-то случается в первый раз. Я осмотрелась вокруг. Я больше не нарушаю правил поведения.

Полчински открыл дискуссию и еще раз привел все аргументы из статьи AMPS.

– Мы думали, что Ленни нас быстро поправит, – сказал он. – Но я рад видеть, что вы все, как и мы, находитесь в замешательстве.

Ленни взял слово следующим.

– Я изрядно глуховат и могу вас не услышать, когда вы будете задавать вопросы, так что не беспокойтесь, – начал он.

Все засмеялись.

– Что? – спросил он. – Кто-то что-то сказал?

Но по ходу выступления он становился все более серьезным. Он размышлял вслух о смысле файерволов, состоящем, возможно, в том, что реальность еще более зависит от наблюдателя, чем нам кажется.

– Когда я был молодым, – сказал он, – я, наверное, подумал бы, что A эквивалентно R. Я думал, что описывать и то и другое ни к чему – достаточно одного. Но после того как вы указали, насколько это безумно, я испугался. И до сих пор боюсь.

«А эквивалентно R» означает, что возмущение вакуума внутри черной дыры и ранее родившаяся частица излучения Хокинга за пределами черной дыры представляют собой два радикально разных описания одного и того же бита информации. Это рассуждение было мне вполне понятно и не противоречило интуиции, развившейся у меня за время нашего путешествия в мир физики. По моим представлениям, в этом заключался глубокий смысл принципа горизонтной дополнительности Сасскинда. Но одна из сложностей такого подхода, на которую указали AMPS, состояла в том, что в течение определенного времени Скруд мог видеть и описывать и A, и R одновременно, нарушая моногамию запутанности и выстраивая смертоносный файервол.

Ладно, давайте предположим на мгновение, что файерволы действительно существуют, сказал Дуглас Стэнфорд, молодой физик, когда пришла его очередь говорить. Что это будет значить? Возможно, дело в том, что сингулярность перемещается от центра черной дыры до самого горизонта. «У черной дыры нет внутренности, – сказал он. – Сингулярность – это край пространства».

Ну конечно, это было верно для Сэйфа, подумала я. Независимо ни от чего не существует никакой другой стороны. Проблема состоит в том, что для Скруда это должно быть не так. По Эйнштейну выходит, что Скруд находится в инерциальной системе отсчета, где никакого края нет. Я начала ерзать на своем неудобном сиденье. Почему все так спокойно сидят? Если для Скруда у черной дыры нет внутренности, то все фундаментальные достижения теоретической физики в новейшей истории не стоят и гроша. Почему все молчат?

– По крайней мере, в этом случае вся неизвестная физика происходит в сингулярности, а мы не знаем, какие уравнения там работают, – Стэнфорд пожал плечами.

Именно в этот момент Эндрю Строминджер, струнный теоретик из Гарварда, потерял терпение:

– У вас плоское пространство, и сингулярность появляется из ниоткуда? – крикнул он с места.

– Именно в этом и состоит проблема с файерволом! – крикнул в ответ Буссо.

– Ну, тогда я рад, что вы выразили ее таким прозрачно абсурдным способом! – кричал Строминджер, его голос был полон сарказма. – Я думаю, это замечательно, что кто-то, не моргнув глазом, вытащил сингулярность из плоского пространства.

Я чувствовала себя отмщенной. Сейчас не тот случай, когда надо быть вежливым.

Но настроение в аудитории поменялось, когда с вдохновенной речью выступил молодой физик по имени Патрик Хейден из университета Мак-Гилл. AMPS-парадокс, сказал он, основывается на предположении, что Скруд может проводить измерения B, убеждаясь в его запутанности с R, до того, как он упадет в черную дыру, где обнаружит, что B также запутано с А, – если, конечно, на его пути нет файервола. Но мы должны задаться вопросом, говорил Хейден, – что в действительности необходимо для выполнения этого измерения? Что необходимо предпринять, чтобы декодировать «болтунью» излучения Хокинга и извлечь информацию о корреляции между B и R? На практике обнаружить корреляции в излучении Хокинга еще сложнее, чем, например, найти слово в словаре после того, как его сожгли на костре. Излучение Хокинга взбито не на шутку. Для декодирования информации потребуется самый мощный компьютер, который только можно себе представить. А именно: квантовый компьютер.

Квантовые компьютеры используют преимущество суперпозиции квантовых состояний для быстрого выполнения вычислений, которые обычный компьютер не смог бы выполнить даже за миллиарды лет. В то время как обычный бит информации, который используется в обычных компьютерах, – это либо 0, либо 1, квантовый бит, или кубит, может быть 0, 1 или суперпозиция 0 и 1 одновременно. По мере того как растет число кубитов, стремительно увеличивается количество квантовых состояний, в которых квантовый компьютер находится одновременно. Десять кубитов могут быть одновременно в 1024 состояниях. Двадцать кубитов – более миллиона состояний. Три сотни кубитов могут быть одновременно в большем числе состояний, чем число частиц во Вселенной. Способность квантового компьютера одновременно выполнять так много вычислений одновременно означает, что он может, в принципе, раскладывать большие числа на простые, проводить поиск в больших базах данных за одно мгновение и, вполне возможно, декодировать облако излучения Хокинга. Кого заботит, что крупнейший квантовый компьютер из построенных до сих пор располагал лишь горсткой кубитов? Вопрос состоит в том, сказал Хейден, что измеримо в принципе. Квантовые вычисления – это предел вычислительных возможностей вообще. Если квантовый компьютер не может вычислить что-то, то это невозможно вычислить вообще. Точка.