Технологии Четвертой промышленной революции - Николас Дэвис

Но есть одна существенная оговорка. В теории квантовые компьютеры существуют уже более 30 лет – с того времени, когда Ричард Фейнман (Richard Feynman) предложил их в 1982 году, но их революционный потенциал все так же остается в теории, потому что построение универсального квантового компьютера – исключительно сложная инженерная задача. Для создания и поддержки кубитов необходимы стабильные системы в экстремальных условиях, в частности, компоненты должны находиться при температурах, очень близких к абсолютному нулю{80}. В лучших современных квантовых компьютерах очень немного кубитов (у квантового компьютера корпорации IBM всего пять кубитов) или практических применений (квантовые компьютеры компании D-Wave Systems, в которых применяется принцип квантового отжига), большинство из которых ограничены мощностью и типом решаемых задач. Тем не менее налицо достаточно быстрый прогресс, и уже можно говорить о практическом потенциале квантовых компьютеров. Развивается и теоретическая база, предлагаются новые идеи в области квантовых алгоритмов и на совершенно новом направлении – в области квантового машинного обучения.

После устранения физических и инженерных сложностей с реализацией квантовых вычислений возникнут новые проблемы, наиболее важными из которых станут доверие и безопасность. Чтобы взломать 2048-разрядный сертификат протокола TLS (Transport Layer Security), который используется в веб-браузерах для подключения к банковским личным кабинетам и электронной почте в Интернете, современным классическим компьютерам потребуется 13 млрд лет. А вот компьютер с квантовым затвором, вооруженный разработанным в 1994 году математиком Питером Шором (Peter Shor) алгоритмом, справится с этой задачей со скоростью, которая сведет на нет все преимущества современных криптографических механизмов{81}. Нам придется переосмыслить стандарты, которые сейчас применяются в онлайновых транзакциях и в других средствах безопасного хранения информации. Это потребует от нас продолжения работы над совершенствованием существующих приемов, чтобы сделать их устойчивыми ко взлому с помощью квантовых компьютеров, а также чтобы задействовать квантовые эффекты для создания новых форм квантовой криптографии.

Вряд ли квантовые вычисления когда-либо полностью вытеснят классические компьютеры. У использования квантовых эффектов меньше важных практических преимуществ, когда речь идет об удовлетворении львиной доли современных потребностей в вычислениях, – они полезнее в узких областях, а именно в математике и химии. Более того, современные представления о физике не дают оснований предполагать, что квантовые компьютеры когда-либо станут дешевле и меньше классических компьютеров. Несмотря на возможность фундаментальных перемен, использование сложных квантовых эффектов скорее всего останется уделом специализированных и очень дорогих вычислений – по крайней мере до начала Пятой промышленной революции.

В 1991 году Марк Уэйзер (Mark Weiser) написал: «Самые фундаментальные технологии – те, что исчезают. Они вплетаются в материю повседневной жизни, становясь неотличимой от нее»{82}. В результате победного демократизирующего марша закона Мура цифровые компьютеры утратили свое значение дискретных объектов: компьютеры сегодня – это больше, чем просто важная составляющая часть новых автомобилей, потребительской электроники и большинства устройств бытовой техники. Они интегрированы в материю и одежду, а также встраиваются в окружающую нас инфраструктуру – в дороги, светофоры, мосты и здания{83}. Мы живем в мире, построенном компьютерами.

Благодаря новым сенсорам и алгоритмам машинного обучения мы можем получать доступ к компьютерам по новым каналам. Голосовые команды и естественная речь освобождают нас от необходимости взаимодействовать с экраном и клавиатурой. Сенсоры, считывающие «язык тела», а также жесты руками и движения глаз, позволяют компьютерам понимать как сознательные, так и подсознательные намерения человека при управлении компьютерами и другими устройствами, такими как инвалидная коляска и протезы. В апреле 2017 года компания Facebook объявила, что команда из 60 исследователей, в состав которой входят специалисты по машинному обучению и нейронным протезам, работает над тем, чтобы пользователи могли передавать компьютеру команды и сообщения, используя только силу мысли{84}. Такие пошаговые методы получения доступа к компьютерам откроют новые возможности выполнять одновременно несколько задач или обрабатывать информацию, поступающую из окружающего нас мира.

Компьютеры также физически становятся частью нас самих. Внешние носимые устройства, такие как смарт-часы, интеллектуальные наушники и очки дополненной реальности, открывают путь для активных вживляемых микрочипов, которые пересекают естественную границу нашего тела – кожу, создавая интересные новые возможности, простирающиеся от интеграции в тело лечебных систем до расширения способностей человека.

Биологические вычисления вскоре позволят нам заменять специализированные микросхемы специально сконструированными биосистемами, которые представляют собой ключевой компонент «биохакинга» – новой культурной формы выражения и потребления. Исследователи из Массачусетского технологического института показали, что сенсоры, переключатели и микросхемы памяти можно закодировать в обычной бактерии, обитающей в кишечнике человека, а это означает, что наши биомы[10] можно, к примеру, целенаправленно спроектировать так, чтобы они обнаруживали и лечили воспалительные заболевания кишечника или рак толстой кишки{85}.

Но эти возможности сопряжены с вызовами и рисками. Расширение возможностей двустороннего потока информации между нами и окружающей средой требует постоянного расширения пропускной способности канала обмена, а также совершенствования технологий сжатия. Громадные объемы данных, создаваемых в цифровом мире, требуют новых подходов, которые позволили бы создать плотное и долгосрочное хранилище. Одно из решений заключается в использовании ДНК для хранения информации. В 2012 году ученый Джордж Черч (George Church) из Гарвардского университета продемонстрировал возможность хранения данных в ДНК с плотностью, в 100 тыс. раз превышающей возможности лучшей флеш-памяти. Данные оставались стабильными в широком диапазоне температур. Черч утверждает: «Вы можете оставить носитель где угодно – в пустыне или у себя на заднем дворе, и данные останутся в целости и сохранности и через 400 тыс. лет»{86}.

В определенном смысле глобальные вычисления способны сделать мир более хрупким, особенно в экстремальных условиях. Если полагаться на системы, которые всегда нуждаются в вычислениях, то отключение электроснабжения может приводить к катастрофическим последствиям. Ситуация может усугубляться слабыми навыками использования более простых запасных систем с ручным управлением – это может усугублять негативные последствия аварий. У распространения глобальных вычислений также совершенно определенно будут социальные последствия. Более быстрые и меньшие по размеру компьютеры уже изменили поведение человека: к примеру, простое присутствие мобильного телефона на столе означает, что человек скорее всего будет меньше уделять внимания собеседнику или вряд ли запомнит все детали разговора{87}. Использование социальных сетей также связывают со снижением способности к сопереживанию среди молодых людей.