Будничная лабораторная работа. Но вот к чему, по словам руководителя лаборатории, она ведет. Как действует природа, создавая тот или иной организм? Правильно, ока собирает атом к атому, молекулу к молекуле, создавая сначала клетку. Потом несколько клеток формируют зародыш органа, а из органов в конце концов вырастает организм. Вот эту–то операцию, лежащую в начале всех начал, и отрабатывают ныне ученые. Раз за разом, атом за атомом пробуют они разные комбинации, подбирают наилучшие алгоритмы действия.
Пока все это делается весьма медленно. Но не забывайте, что действуют специалисты все–таки не голыми руками, а с помощью туннельных микроскопов и ЭВМ. А компьютер – такая машина: научи ее однажды чему–то, и она вовек того не забудет. Более того, вскоре сможет выполнять разученные операции со сказочной быстротой круглые сутки без остановки.
Как говорят нанотехнологи, зайдя в хозяйственный магазин лет через 25–30, вы сможете купить и поставить у себя дома не просто очередной кухонный агрегат, а репликатор – устройство, способное синтезировать по заказу любой продукт – хотите черную икру, хотите – трюфели. Возможности атомной сборки принципиально не имеют ограничений. Все в окружающем нас мире сделано из атомов, а значит, может быть скопировано атомно–молекулярной сборкой. Причем не просто скопировано, а, если надо, и модернизировано, улучшено...
Считающие атомы
Через десять лет будут освоены новые технологии, на фоне которых создание микросхемы покажется лишь эпизодом. Компьютеры будущего достигнут поразительной скорости выполнения вычислительных операций благодаря использованию принципов квантовой механики, работающих в атомном мире. В то же время для предотвращения сбоев в работе столь сложных устройств потребуются новые способы исправления квантовых ошибок. Поиск таких способов – задача столь же сложная, как создание самих квантовых компьютеров.
Опасения за секреты
Недавно к одному известному российскому ученому, специалисту в области вычислительной техники, обратились за консультацией люди, отвечающие за информационную безопасность страны. Их заинтересовало сообщение о принципиальной возможности создания компьютерного устройства, легко взламывающего шифры, которые сегодня не по зубам всем суперкомпьютерам мира вместе взятым. Представителей спецслужбы интересовало, насколько правдиво это газетное сообщение, когда такой аппарат реально начнет действовать.
Ученый констатировал, что все написанное – чистая правда, подобные системы могут появиться уже через 4–5 лет. И называются они квантовыми компьютерами.
Насколько быстро они будут действовать, говорит хотя бы такой факт. К примеру, взлом системы RSA–129 потребовал в 1994 году восьмимесячной работы 1600 мощных ЭВМ, расположенных по всему миру и объединенных посредством Интернета. Разгадывание шифра с ключом на основе раскладывания на простые множители 300–разрядного числа на классическом компьютере потребует уже 13 млрд лет (сегодняшний возраст Вселенной) непрерывной работы. А вот квантовый компьютер, по словам экспертов, справится с такой задачей за несколько недель.
Огромные возможности нового аппарата, если таковой будет создан, перевернут ситуацию не только в криптографии. Как считает один из ведущих специалистов в области квантовых вычислений Джон Прескилл из Калифорнийского технологического института, по–истине уникальные возможности открываются для моделирования физических процессов на микроуровне. А профессор из Оксфорда сэр Роджер Пенроуз всерьез говорит о реальной возможности создания на основе квантового компьютера систем искусственного интеллекта. То есть, говоря попросту, машины станут думать и принимать решения быстрее людей. И они, эти решения, будут качественнее наших.
На каких же принципах будет работать эта чудо–машина?
Кризис жанра
Что–то подобное квантовому компьютеру человек должен был изобрести неизбежно. Гонка информационных технологий, не сбавлявшая темпы более сорока лет, находится сегодня на финишной прямой.
В середине 60–х годов XX века американец Гордон Мур подсчитал, что производительность современных ему вычислительных систем каждые восемнадцать месяцев удваивается. И предположил, что ото своеобразное правило будет соблюдаться и в будущем. И действительно за прошедшие 40 лет закон Мура не нарушался ни разу.