Нелинейная зависимость

— Понятно, — кивнул Андрей. — Для внешнего наблюдателя, то есть для меня, нет разницы, какой из атомов считает — настоящий или фантом. Главное, чтобы не считали одновременно.

— Вот именно, — подтвердил Паша. — Но в том-то и состоит вся фишка — фантом возникает именно тогда, когда атом «дохнет», и наследует все его состояния и параметры, включая энергетический уровень. Это не просто фантом, это полнейшая копия, ничем не отличающаяся от «сдохшего» оригинала.

— Так. Это понятно, — кивнул Андрей. — Но ведь подлинный атом не умирает физически, мы просто теряем одно из его квантовых состояний, то есть, согласно четвертому принципу Дивиченцо, не можем на нем считать дальше. И за него начинает считать образовавшийся фантом, поскольку на нем это состояние не потеряно. Все вполне вписывается в квантовую логику. Но каким образом фантом передает свое состояние обратно на подлинный атом?

— А он за ним следит, — хихикнул Пашка.

— Ну ты и псих. — Андрей уважительно покачал головой. — Кто за кем следит?

— Фантом за атомом. Как это происходит физически, ты поймешь лучше меня, но чисто математически это выглядит примерно так: на каждом вычислительном шаге фантом сверяет свое состояние с состоянием беспорядочно вибрирующего атома, и когда оно случайным образом совпадает, «призрак» распадается. После этого атом включается в процесс вычислений, а для внешнего наблюдателя будто ничего не случилось, будто атом просто считал в несколько раз дольше обычного.

— Н-да… — задумчиво сказал Андрей. — Ничего невозможного в этом нет. Один кубит без труда может получить информацию о состоянии другого кубита, иначе квантовый компьютер не работал бы вовсе. Но все равно это выглядит слишком… разумным.

— Что именно? — не понял Паша.

— Все вместе. Система. Когда нужен фантом, он возникает, когда надобность отпадает, он исчезает.

— Сильно ты голову ушиб, — хмыкнул Пашка. — Нет здесь ничего удивительного, успокойся.

Андрей улыбнулся в ответ:

— Может быть, ты и прав. Меня уже три дня одолевают какие-то безумные идеи, словно от удара в голове повернулись какие-то детальки.

— Кубиты, — поправил Пашка. — В твоей голове кубиты сделали кульбиты.

Андрей не удержался от смеха, захохотал, придерживая ребра руками.

— У… меня… ребра… Не смеши! — еле выговорил он сквозь смех.

С трудом отдышался.

— В чем же безумие твоих идей? — поинтересовался Паша.

— Расскажу, если оно не пройдет после выздоровления.

— Тоже разумно.

— Подожди. — Андрей снова посерьезнел. — У нас тогда получается, что время жизни «призрака» зависит от того, как быстро совпадет его состояние с состоянием атома-прототипа.

— Ну, — кивнул Паша. — Так и есть. В момент совпадения состояний фантом самоуничтожается за ненадобностью.

— И чем дольше совпадения не происходит, тем дольше живет «призрак», — продолжил Андрей. — Значит, его можно поймать! Локализовать в пространстве и времени.

Пашка недоуменно поднял брови.

— Это просто, как три рубля, — объяснил Андрей. — Атомы и фантом меняют свои состояния хаотично, но, зная начальное состояние, согласно второму принципу Дивиченцо, мы можем вычислить состояние системы в каждом вычислительном шаге. После истечения времени декогерентности мы этого сделать не можем, поскольку внешняя среда разрушает приготовленное квантовое состояние одного из атомов. Но раз мы с тобой сумели в этот момент заменить атом фантомом, система продолжает работать. Вот только состояние «умершего» атома мы можем предсказать довольно относительно.

— Ну, — постарался вникнуть Пашка.

— Предсказать с точностью мы не можем, замерить толком тоже, но в каких-то состояниях он находится и совершенно хаотично их меняет.

— Да. И когда состояние атома и фантома совпадают, фантом исчезает.

— А если не дать состояниям совпасть? Мы ведь можем управлять состоянием атома с помощью лазерной пушки и электромагнитной волны — возбуждать или затормаживать с помощью резонанса частоты перехода.

— Ничего не выйдет, — покачал головой Пашка. — Я понял твою идею, но ничего не получится. С атомом все нормально, ты можешь придать ему любое состояние, на свой выбор. Но управлять фантомом ты не можешь. Так что, в каком бы состоянии ты ни установил атом, фантом рано или поздно напорется на такое же состояние и самоликвидируется.

— Жаль, — вздохнул Андрей, понимая, что Пашка прав. — Вот если бы можно было точно замерять состояние фантома, а затем выставлять атом в противоположное состояние, то можно было бы заставить «призрак» жить вечно.

— А зачем? — не понял Паша.

— Ну… Не знаю. Хотя погоди, из фантома можно было бы сделать идеальный кубит с безграничным временем декогерентности.

— Китаев предлагал построить кубит на псевдочастицах еще в двухтысячном году. Не срослось.

— Я знаю. Но там ситуация была другой, — напомнил Андрей. — Они ведь работали с квантовым эффектом Холла, меняя положение анионов относительно друг друга. А у нас целый псевдоатом образовался.

— Не бери тяжелого в руки, а дурного в голову, — посоветовал Пашка. — У нас сейчас задача другая. Причем я уже вижу — вполне выполнимая. Создать рабочую двукубитовую машину. А с «призраками» она будет внутри или без, это уже мало кого волнует, кроме журналистов бульварных газет.

— Да. Но даже для практических решений мне придется выяснить, по каким правилам взаимодействуют реальный и призрачный кубиты, — ответил Андрей. — Мы ведь не можем представить комиссии прототип, принципа работы которого сами не понимаем.

— Не можем, — развел руками Пашка. — Но ты физик, у тебя для этого голова специальная…

— Малость побитая, — добавил Андрей.

Вдруг веселое выражение медленно сползло с его лица.

— Паша, я понял… — понизив голос, произнес он. — Нет никакой «Линейной зависимости Марковича — Резнова». Это все «призрак»! Просто меняя частоты неупорядоченным образом, я время от времени создавал подходящую квантовую среду, в которой возникал фантом. Именно он и продлевал время жизни системы! А без этого зависимость будет самая обычная — линейная.

— Похоже, ты прав, старик, — кивнул Паша. — Так что мы сделали не два мелких открытия, а одно крупное, с большими перспективами практического применения.

— Как выйду отсюда, надо будет отметить, — предложил Андрей. — С вином, музыкой и всеми вытекающими из этого последствиями.

— Идет, — одобрительно улыбнулся Пашка. — Давай выздоравливай поскорее.

— Я стараюсь.

— Добро. Ладно, я побегу, а то есть еще пара мест, куда нужно безотлагательно заскочить.

Он поднялся со стула и махнул рукой на прощанье.