Жизнь 3.0. Быть человеком в эпоху искусственного интеллекта - Макс Тегмарк

Чтобы понять, насколько эффективен сфалерайзер, надо выяснить несколько практических деталей. Например, насколько он должен быть велик, чтобы предотвратить утечку значительной части нейтрино и фотонов на стадии сжатия? Мы этого пока сказать не можем, но в любом случае ясно: перспективы по части выработки энергии у будущей жизни значительно лучше, чем те, что позволяют нынешние технологии. Нам пока даже не удается построить термоядерный реактор — нашей технологии для этого предстоит еще улучшиться на порядок или даже на два.

Создание улучшенных компьютеров

Если, как мы убедились, обед в смысле его физической эффективности в 10 миллиардов раз хуже, чем тот предел, который устанавливают для него законы природы, то что мы можем сказать о наших современных компьютерах: насколько они эффективны? Их эффективность, как мы скоро увидим, еще хуже, чем у нашего обеда.

Мне часто приходится представлять моего друга и коллегу Сета Ллойда, единственного человека в MIT, который, как подозревают, такой же одержимый, как и я. Завершив пионерскую работу по квантовым вычислениям, он принялся писать книгу, в которой доказывал, что вся Вселенная — это квантовый компьютер. Мы нередко заходим вместе выпить пива после работы, и мне пока не удалось набрести на такую тему, на которую он не смог бы сказать чего-нибудь интересного и неожиданного. Например, как я уже упоминал в главе 2, у него нашлось много чего сказать по поводу окончательных пределов вычислимости. В одной, ставшей знаменитой, статье 2000 года он показал, что скорость вычислений ограничивается энергией: выполнение элементарной логической операции за время Т требует средних затрат энергии, равных E = 4h/T, где h — это фундаментальная физическая постоянная, носящая имя Макса Планка. Это означает, что килограммовый компьютер в лучшем случае может выполнять 5×10⁵⁰ операций в секунду — на целых 36 порядков больше, чем способен выполнить тот компьютер, на котором я сейчас пишу эти строки. Мы доберемся до таких значений за пару веков, если производительность компьютеров будет продолжать удваиваться каждые два года, как мы показали в главе 2. Кроме того, у него получалось, что компьютер в 1 кг весом может хранить максимум 10³¹ бит, что также в миллиард миллиардов раз лучше моего компьютера.

Сет первым согласится, что достичь этого предела будет нелегкой задачей даже для сверхразумной формы жизни: память этого «окончательного» килограммового компьютера будет напоминать взрыв водородной бомбы или небольшой кусочек Большого взрыва. Однако Сет оптимистично полагает, что практические пределы не очень далеки от этих «окончательных». В самом деле, существующие прототипы квантовых компьютеров достигли в своей миниатюризации уровня хранения в один бит на атом, что, при пропорциональном скейлинге, соответствует 10²⁵ бит на килограмм, — а это в триллион раз больше, чем у моего компьютера. Более того, если для коммуникации между атомами использовать электромагнитное излучение, то быстродействие возрастет до 5×10⁴⁰ операций в секунду, что превышает быстродействие CPU моего компьютера на 31 порядок.

Подводя итог, скажем: вычислительные горизонты будущей жизни просто головокружительны: при сравнении порядков окончательный однокилограммовый компьютер настолько же лучше современного суперкомпьютера, насколько последний лучше мигающего «поворотника» на автомобиле, способного хранить только один бит информации и переключаться между двумя своими состояниями примерно за секунду.

Другие ресурсы

С позиций физики все, что только может стремиться создать будущая жизнь — от обитаемых зон и машин до новых форм жизни, — всего лишь по-особому расположенные элементарные частицы. Как голубой кит представляет собой переупорядоченные клетки криля, а криль — переупорядоченные клетки планктона, так и вся наша Солнечная система — это водород, переупорядоченный за 13,8 миллиардов лет космической эволюции: гравитация помещает водород в звезды, где из него компонуются более тяжелые атомы, после чего гравитация переупорядочивает эти атомы в нашу планету, а там химические и биологические процессы переупорядочивают их в живое вещество.

Будущая жизнь, достигшая своего технологического предела, сможет производить такие переупорядочения частиц гораздо быстрее и эффективнее; сначала с помощью своих вычислительных мощностей она будет находить наиболее эффективные методы, а потом будет следовать найденным методам, полагаясь на доступные источники энергии, для достижения нужного упорядочения частиц. Мы видели, как вещество можно превратить в компьютер и как его можно превратить в энергию, — так что это единственный требующийся фундаментальный ресурс^[45]. Как только будущая жизнь доберется до физических пределов и упрется в них, у нее останется единственный ресурс для роста: больше материи. И единственный путь для этого — расширяться во Вселенной. В глубь пространства!