«Джозефсоновские» физики

Глава Google Сундар Пичаи считает, что  достижение квантового превосходства – это веха и не стоит придираться к терминам. Фото Reuters

В английском языке есть хорошее и точное слово – hype. Более или менее точный перевод на русский язык этого короткого слова намного длиннее: назойливая и агрессивная реклама или пускание пыли в глаза. Но если выйти за рамки доскональности и политкорректности, то в русском языке тоже найдется его краткий синоним – брехня.

Тот факт, что по крайней мере публичную жизнь современной науки полностью заполонил hype не без мощной поддержки двух центров хайповой науки – журналов Nature и Science, ярко иллюстрирует недавнее событие, которое его авторы, занимающиеся физикой так называемых джозефсоновских сеток, пафосно и громко назвали Quantum supremacy («Квантовое превосходство»). Сами по себе исследования джозефсоновских сеток – одни из интереснейших в современной физике конденсированного состояния. Они ярко демонстрируют, как работают законы квантовой механики на макроскопическом уровне.

Грубо говоря, эти сетки позволяют наглядно продемонстрировать, как работает квантовая механика, даже домохозяйке. К тому же, используя их, можно создать систему из так называемых кубитов, которые являются основой квантовых вычислений.

Эта возможность оказалась роковой для весьма предприимчивых физиков из США, решивших использовать этот факт для финансирования их вполне нормальной деятельности по изучению кубитных систем на основе упомянутых выше джозефсоновских сеток, выдавая их за уже готовый квантовый компьютер. Они сумели убедить руководство Google и IBM выделить несколько сотен миллионов долларов на свою деятельность.

В этом отношении не менее энергичными и решительными оказались российские физики во главе с хорошо известным в области сверхпроводимости физиком Валерием Рязановым. Наши соотечественники организовали эти работы под подобными же флагами уже в России и получили под них пусть и меньшие, но по российским меркам впечатляющие, особенно для рядовых научных сотрудников, деньги. И хайповая машина дала старт.

Человек слаб, а человек науки, мечтающий о великих научных деяниях, еще слабее. Поэтому указанная машина должна была заработать неизбежным образом. Во-первых, заработал известный закон: если на какую-то научную деятельность выделяются сотни миллионов, а тем более миллиарды долларов, она не может завершиться неудачей. В обычном бизнесе подобная ситуация, увы, печальнее – все кончается тем, что «Боливар не выдержит двоих», даже при значительно меньших суммах.

В современной науке же все много замечательней. Неудачу можно выдать за огромный, успешный и способствовавший прогрессу человечества результат, а скромный результат выдать за великое открытие. Так закладывается фундамент хайповой науки. Наиболее известной недавней иллюстрацией этого является история с Большим адронным коллайдером и хиггсовским бозоном.

Еще более яркую иллюстрацию указанного закона явили нам «джозефсоновские» физики. Сначала на российской авансцене появился Валерий Рязанов, заявивший в интервью журналу «Огонек», что мы находимся на пороге «второй квантовой революции». О визите к нему журналистка пишет следующее: «Один из первых российских квантовых компьютеров (он только что выполнил первый квантовый алгоритм – алгоритм Гровера) находится в здании Московского института стали и сплавов». Тот факт, что этот компьютер с его алгоритмом Гровера не способен выполнить даже функции арифмометра, остается за кадром.

И вот совсем недавно уже в New York Times группа, финансируемая Google, заявляет о достижении квантового превосходства, рассказывая, что они сделали на своей джозефсоновской сетке кубитов за несколько минут такое вычисление, на что обычный суперкомпьютер потратил бы 10 тыс. часов. В принципе подобное лукавство очевидно любому грамотному физику. Оно заключается в том, что одно понятие подменяется другим.

Дело в том, что любую многоэлектронную систему можно назвать квантовым компьютером, так как она управляется законами квантовой механики. Так же и с сеткой джозефсоновских кубитов, изготовленной гугловскими физиками. Можно 10 тыс. часов считать на классическом суперкомпьютере его квантово-механический отклик, а можно измерить его за 10 минут. Подобную операцию, к примеру, проделывает в настоящее время со своими коллегами автор этих строк, занимаясь изучением тоже сеток, но не джозефсоновских, а топологических. Если рассчитывать квантово-механическое сопротивление, которое, кстати, выражается через постоянную Планка, деленную на квадрат заряда электрона (квант сопротивления h/e2), этих сеток на обычном компьютере, то это может занять не один день. Измерение же этого сопротивления, то есть его квантово-механического отклика, занимает полминуты. Но даже в самом страшном сне ни мне, ни моим коллегам не приходит в голову называть изучаемую систему квантовым компьютером.

Есть суровые законы жанра. Поведение физиков, объявивших о квантовом превосходстве, по сути, мало отличается от того, как рекламировали свой спектакль «король» и «герцог» из «Приключений Гекльберри Финна». Персонажи Марка Твена так же объявляли: «Королевский жираф, или Царственное совершенство»!!! Вход 50 центов. ЖЕНЩИНЫ И ДЕТИ НЕ ДОПУСКАЮТСЯ!» Правда, кончили они плохо. Их вымазали смолой, вываляли в перьях, а затем долго таскали по городку на шесте, улюлюкая и колотя в сковородки.

Подобное авторам самого звучного научного хайпа этого года точно не грозит. И поэтому нам остается только порадоваться за них.