Никонов Ю.В.
Приложение «ЗАПУТАННЫЕ ИСТОРИИ» В РОМАНЕ ВИКТОРА ПЕЛЕВИНА: iPhuck 10»
В статье «Запутанные истории» в романе Виктора Пелевина: iPhuck 10» [1] (поступила для размещения на сайте МЦЭИ 23.10.2017 г.) утверждалось, что в ближайшем будущем можно ожидать появление технологий типа «Ока Брамы», основанных на получившей экспериментальное подтверждение концепции запутанных во времени историй в трактовке Джордана Котлера и нобелевского лауреата Френка Вильчека. Описанная в романе Пелевина технология «Око Брамы минус» – «полусознательная рандомная нейросеть, дающая ограниченный доступ ко всем событиям прошлого, оставившим электронный или световой отпечаток, даже если этот отпечаток уже уничтожен». С помощью «Ока Брамы» можно достоверно выяснить, когда был создан тот или иной файл. Технология позволяет как бы подключаться к той точке во времени, когда возникла искомая информация – и сканировать прошлое практически как обычную базу данных; «закрытое сообщение» из будущего в прошлое так и останется закрытым для реального прошлого, но будет зарегистрировано в нем другим квантовым щупальцем из нашего времени – и произойдет датировка». Важно, что эта технология использовалась в романе злоумышленниками для создания подделок произведений искусства, «оставивших электронный или световой отпечаток» с датировкой прошлого времени [2]. 58 После размещения 23 октября 2017 года на сайте МЦЭИ вышеупомянутой статьи концепция запутанных во времени историй продолжает дополняться новой информацией: 8 ноября 2017 года в архиве электронных препринтов была представлена статья группы авторов: Джордана Котлера, Чао-Минь Цзяня, Сяо-Лян Ци, Фрэнка Вильчека, соответственно, из Стенфордского университета, Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Института перспективных исследований в Принстоне (США), Шанхайского университета (КНР), Массачусетского технологического института и Аризонского университета (США): «Операторы сверхплотности для пространства-времени квантовой механики» [3]. Авторы разработали инструменты для обработки квантовой информации в пространстве-времени. В частности, в рамках этой концепции «наблюдаемые и пространственно-временные запутывания возникают так же естественно, как и соответствующие концепции для (одноразовых) состояний». В своей статье авторы сосредоточили свое внимание на согласованных (то есть в концептуальном смысле многомировых) историях Роберта Гриффитса, запутанных историях (концепция двух авторов статьи: Джордана Котляра и Френка Вильчека) и много-временных векторных состояниях. Предполагаются «новые и новые эксперименты», некоторые из которых уже обозначены в статье. В частности, изучается кодирование времени и причинности в квантовых системах и количественные оценки нелокального кодирования причинного влияния при наличии запутывания. 29 марта 2018 года в архиве электронных препринтов представлена статья Марцина Новаковского, Элиаху Коэна и Павла Городецкого из Гданьского технологического университета, Гданьского национального центра квантовой информации (Польша) и Центра исследований в области фотоники Университета Оттавы (Канада): «Запутанные истории против формализма вектора двух состояний – на пути к лучшему пониманию квантовых временных корреляций» [4]. Авторы развивают концепцию квантовой запутанности во времени и утверждают, что формализм вектора двух состояний и формализм запутанных историй с помощью надлежащим образом определенных скалярных произведений могут быть изоморфными. Они утверждают, что их подход концептуально полезен, особенно в тех случаях, когда неприменим формализм согласованных историй. В частности, авторы обсуждают тему квантовых корреляций во времени и показывают, как их можно последовательно генерировать и анализировать в этих формализмах. Они считают, что многие понятия, обычно приписываемые пространственным квантовым корреляциям, применимы 59 также к временным корреляциям, что подразумевает нелокальность во времени. Кроме того, они подробно останавливаются на новом поведении квантовых историй эволюционирующих многочастичных систем, которые не обладают глобальными нелокальными корреляциями во времени, но, тем не менее, могут приводить к запутанным сокращенным историям, характеризующим эволюцию произвольно выбранной подсистемы. В Приложении к статье предложен способ экспериментального тестирования авторского подхода. В разделе статьи «Обсуждение» подчеркивается уникальность свойств квантовой механики, позволяющих историям запутываться, тем самым бросая вызов классическому понятию истории и, может быть, даже классическому понятию самого времени. Наконец, 17 апреля 2018 года в архиве электронных препринтов представлена статья Дель Раджана и Мэтта Виссера из Университета Виктории в Веллингтоне (Новая Зеландия): «Квантовый блокчейн с использованием запутанности во времени» [5]. Авторы показывают, что запутанность во времени по сравнению с запутанностью в пространстве играет решающую роль для выигрыша в эффективности квантового блокчейна над классическим. Предложенный ими метод использует «временной аналог» запутанных состояний Гринбергера-Хорна-Цайлингера (ГХЦ). В частности, используется запутанность во времени фотонов, никогда не существовавших одновременно. Временная нелокальность между двумя запутанными фотонами, существовавшими в разное время, описывают следующим образом: измерения последнего фотона влияет на физическое описание первого фотона в прошлом. Таким образом, мы имеем дело с управлением прошлым системы. Более шокирующе то, что в контексте квантового блокчейна с запутанностью во времени, процедура кодирования, связывания текущих записей в блоке, относится не к записи – памяти прошлого, но связывается с фактической записью в прошлом, которого больше не существует. Поэтому, считают авторы, децентрализованный квантовый блокчейн можно рассматривать как квантовую сетевую машину времени. Все подсистемы предложенной системы квантового блокчейна уже реализованы экспериментально. Авторы не считают нужным ссылаться на работы по запутанным квантовым историям, хотя пишут о неклассическом влиянии на прошлое в контексте временного эффекта ГЦХ и не исключают принципиальной возможности и других конкретных реализаций временного запутанного состояния ГХЦ. Между тем еще 13 января 2016 года в архиве.орг. была размещена статья группы авторов в составе тех же Джордана Котлера и Френка Вильчека и 60 группы физиков (Лу Мин Дуань, Пан-Ю Хоу, да Сюй, Чжан Ци Инь, Чонг Зу) из Университета Циньхуа в Пекине: «Экспериментальная проверка запутанных историй» [6]. Авторы работы предложили и экспериментально продемонстрировали (с помощью, как они пишут, «в сущности, классической оптики») свой вариант «временного аналога» запутанных состояний ГЦХ. В проведенном эксперименте, схема экспериментальной установки которого и полученные результаты были подробно описаны, поляризованные состояния одного фотона в три различные момента времени демонстрируют ГХЦсостояние, которое «позволяет совмещать радикально различные версии истории системы». В связи с полученными результатами они утверждают, что «волновая теория света уже содержит принцип суперпозиции, расчет интенсивностей через квадраты амплитуды и интерференционные явления – то есть, центральные аспекты квантово-механической волной функции. В этом контексте, центральная инновация квантовой теории не меняет правила волновой теории, но позволяет альтернативную интерпретацию её результатов с помощью представления о частицах. Следуя этой интерпретации частиц, авторы обнаружили, что она приносит новые идеи, такие как временнáя запутанность историй. Блокчейн – распределённая база данных, в которую все пользователи могут добавлять свои транзакции. Даже в условиях недоверия друг к другу на основе специального алгоритма они формируют реальность, которой все доверяют. Внутри «классического» блокчейна заложена инфраструктура электронноцифровых подписей, которые используются для того, чтобы гарантировать авторство любой транзакции. Одна из самых интересных особенностей блокчейна – механизм достижения консенсуса, который называется («proof of work») – доказательство работы. Чтобы все подделать и всех обмануть, нужно обладать очень большим количеством вычислительных ресурсов. Поскольку эти ресурсы распределены, а не сосредоточены в одних руках, у такой системы есть достаточно высокий уровень надежности. Ожидаемое скорое создание квантового компьютера несет угрозу электронно-цифровой подписи и блокчейну, в котором они используются. Идея квантового блокчейна предложена в мае 2017 года нашим соотечественником Алексеем Федоровым, старшим научный сотрудником Российского Квантового Центра. Им было предложено заменить электронно-цифровые подписи на информационнотеоретическую аутентификацию в сети, в которой все пользователи связаны друг с другом каналами для квантовой криптографии. В полно-связной топологии, в сети, в которой все связаны друг с другом, реализуется 61 возможность доказательства авторства той или иной транзакции. Никакой квантовый или бесконечно мощный классический компьютер не может взломать такой способ подтверждения авторства транзакции. Технология квантового блокчейна дает возможность достичь консенсуса между N пользователями, если есть ограничение на количество ошибочных или нечестных («dishonest») пользователей (не больше трети всей сети). Таким образом можно построить информационно-теоретический блокчейн (или информационно-теоретически защищённую базу данных), надёжность информации в котором гарантируется законами физики. «Игрушечная модель» информационно-теоретического блокчейна была протестирована на московской сети квантовых коммуникаций Российским квантовым центром. Алексей Федоров не исключает и иные конкретные способы реализации квантового блокчейна [7]. Вероятно, таким способом и является «квантовый блокчейн с использованием запутанности во времени» [5]. Описанная технология, позволяющая «совмещать радикально различные версии истории системы» органично дополняет технологию децентрализованного квантового блокчейна с использованием запутанности во времени и концептуально схожа с фантастической технологией «Ока Брамы минус», которую «злоумышленники», «нечестные» пользователи плодотворно использовали именно для изменения в корыстных целях артефактов прошлого, которого больше не существует (напомним, что наличие до трети «нечестных» или допускающих «ошибки» пользователей – неотъемлемая особенность блокчейна.). Правда, использование запутанности историй во времени в этом контексте может поставить под вопрос утверждение авторов схемы «квантового блокчейна с использованием запутанности во времени», что атакующий систему «злоумышленник» не может получить доступ к предыдущим во времени фотонам или их состояниям, так как они уже не существуют. Ждем экспериментальной реализации «Ока Брамы»? Литература 1. Никонов Ю.В. «Запутанные истории» в романе Виктора Пелевина: iPhuck 10», https://docviewer.yandex.ru/view/11664966/?*=lEjxOis%2Fehh91nkhZOYieDGBZfx7InVybCI6InlhLWRpc2stcHVibGljOi8vdVlxSXgzWE9IY2FIQnk0TWpRNmc5MEJxY3BXbzJzcjJTSHB6ODMzeWZEYz0iLCJ0aXRsZSI6IllOaWsyNTEwMTcucGRmIiwidWlkIjoiMTE2NjQ5NjYiLCJ5dSI6IjIyMDUxOTg2NzE0OTc5Njc5OTMiLCJub2lmcmFtZSI6ZmFsc2UsInRzIjoxNTI0NjgzMzg3ODQzfQ%3D%3D 62 2. Пелевин В. iPhuck 10. М.: Издательство «Эксмо», 2017. – 416 с. 3. Cotler J., Chao-Ming Jian, Xiao-Liang Qi, Wilczek F. Superdensity Operators for Spacetime Quantum Mechanics. 2017. – arXiv:1711.03119. 4. Nowakowski M., Cohen E., Horodecki P. Entangled Histories vs. the Two-State-Vector Formalism - Towards a Better Understanding of Quantum Temporal Correlations. 2018. – arXiv: 1803.11267. 5. Rajan D., Visser M. «Quantum Blockchain using entanglement in time». 2018. – arXiv:1804.05979. 6. Cotler J., Duan Lu-Ming, Hou Pan-Yu, Wilczek F., Xu Da, Yin Zhang-Qi, Zu Ch. Experimental Test of Entangled Histories. 2016. – arXiv:1601.02943. 7. Kiktenko E.O., Pozhar N.O., Anufriev M.N., Trushechkin A.S., Yunusov R.R., Kurochkin Y.V., Lvovsky A.I., and A.K. Fedorov. Quantum-secured blockchain. 2017. – arXiv:1705.09258.
Поступила 25 апреля 2018 года.