Александр X – Контур обречённых (страница 3)

— Это либо Нобелевская премия, либо статья, — сказал он.

— Скорее всего, ни то ни другое, — ответил Илья. — Скорее всего — арбитражный суд.

Лиза рассмеялась. Это был первый смех за весь вечер. Ася записала в блокнот: «Вопрос: кому принадлежит идея, которую никто не понимает?»

Они разошлись за полночь. Илья уехал на своей «Ниве» — той самой, что стояла во дворе. Лиза и Ася ушли вместе — они снимали квартиру в соседнем доме. Матвей остался один. Он сидел на кухне, смотрел на листы из лабораторного журнала, потом перерисовал схему в рабочий журнал — толстую тетрадь в кожаной обложке, которую вёл ещё с третьего курса. Перерисовывал тщательно, с линейкой и циркулем, хотя схема была принципиальная и не требовала точности линий. Просто ему нужно было подумать.

Он допил остывший чай. Посмотрел за окно. Дождь продолжался. Огни Академгородка расплывались в водяной взвеси.

Он открыл журнал на чистой странице и написал в углу, почти машинально:

«Если сознание — это физика, а не метафора, то оно измеримо. И если оно измеримо — его можно передать».

Он перечитал написанное. Зачеркнул «можно передать», написал «можно воспроизвести». Зачеркнул и это. Оставил как было. Он сам не понимал, зачем это написал. Запись не имела отношения к архитектуре «Резонатора», к свободной энергии, к вероятностным весам. Она была из другой области — из области вопросов, которые он иногда задавал себе в три часа ночи, когда не спалось. Что такое мысль? Где она находится? Если каждое утро я просыпаюсь тем же человеком, что и вчера, значит ли это, что моё «я» — это паттерн, который можно сохранить? И если да, то что будет, когда паттерн сохранят?

Он закрыл журнал. Выключил лампу. Лёг на диван, не раздеваясь. Завтра им предстояло ехать к патентному поверенному, оформлять ноу-хау, создавать производственный кооператив и начинать путь, который — он знал — будет долгим и, скорее всего, страшным. Но сегодня, сейчас, в этой мокрой июльской ночи, где-то на границе сна и бодрствования, он чувствовал странный покой. Как будто мир уже изменился. Просто ещё не знал об этом.

За окном Академгородка гасли огни. Где-то лаяла собака. Где-то гудела «Нива» Ильи, заворачивающая за угол. Дождь не прекращался, но теперь он звучал иначе — не как знак бесконечной сырости и тоски, а как обещание. И в этом обещании было всё: будущие прорывы и будущие потери, верность и предательство, чистота замысла и грязь выживания, взлёты, падения и снова взлёты. Тот самый контур обречённых, который они ещё не назвали, но уже начертили — сначала на пожелтевшем листе бумаги из старого лабораторного журнала, а потом и в нормальном журнале.

И в углу журнала, под зачёркнутой и восстановленной строкой, осталась запись, которая пролежит там пятьдесят лет, чтобы в конце пути вернуться и задать вопрос, на который ещё никто не знает ответа.

Глава 2. Процессор из арсенида галлия и грантовая игла

Утро после ночи великих решений редко бывает великим. Чаще оно бывает серым, невыспавшимся и требует кофе. Утро десятого июля не было исключением. Дождь наконец прекратился, но небо над Академгородком оставалось затянутым ровной серой плёнкой, сквозь которую солнце не пробивалось, а сочилось — размытое, белое, бессильное. В съёмной квартире Матвея пахло вчерашним чаем и мокрой одеждой. Сам Матвей сидел на кухне в том же положении, что и вчера, но теперь перед ним был не блокнот и не листы из лабораторного журнала, а открытый ноутбук со страницей сайта Фонда содействия инновациям — того самого, который в народе называли «Фондом Бортника», хотя сам Бортник уже давно отошел от оперативного управления, а название осталось, как остаются на домах старые таблички с именами давно съехавших жильцов.

Илья вошёл без стука — он всегда входил без стука, не из хамства, а из привычки: в общих лабораториях «Росатома» стучать было не принято, потому что руки вечно заняты оборудованием. Он поставил на стол термос с кофе, который привёз из дома, и сел напротив.

— Ну? — спросил он.

— Ничего, — сказал Матвей. — Сайт работает через раз. В графе «инновационность» нужно объяснить новизну проекта на двух страницах так, чтобы это понял эксперт, который, вероятно, специализируется на сельском хозяйстве. Бюджетная смета — отдельный вид бюрократического искусства. Нужно предвидеть расходы на год вперёд, когда мы не знаем, взлетит ли прототип вообще.

— Давай по порядку, — сказал Илья. — Сначала — техническая часть. Ты вчера говорил о «Резонаторе» так, будто он уже работает. Но он не работает. Он даже не спроектирован в железе. Давай спроектируем.

Через час подошли Лиза и Ася — мокрые, потому что дождь снова начался, и в этот раз он был не мелкой пылью, а настоящим ливнем. Лиза принесла распечатки статей по арсениду галлия, которые она нашла в архиве библиотеки НГУ ночью (доступ к платным базам у неё ещё сохранился по старому паролю). Ася принесла свой блокнот, в котором теперь было уже восемь страниц вопросов, и термос с зелёным чаем — она не пила кофе принципиально, утверждая, что кофеин сужает мышление до «коридора очевидного», а им сейчас нужен был не коридор, а степь.

Расставив кружки, разложив распечатки, они приступили к первому настоящему техническому совещанию.

— Начнём с железа, — сказал Илья. — Вчера мы согласовали архитектуру: фотоника для линейных операций, арсенид галлия для нелинейных. Но на бумаге это выглядит красиво, а в реальности мы получим не вычислитель, а обогреватель. Давайте говорить про тепло и поставки.

Он взял лист бумаги (чистый, не тот, что со схемой — те листы уже лежали под стеклом на столе, как неофициальный экспонат) и нарисовал прямоугольник.

— Графический процессор, GPU, — это матричный умножитель. Он состоит из тысяч ядер, каждое из которых выполняет одну и ту же операцию над разными данными. Это называется SIMD — Single Instruction, Multiple Data. Одна инструкция, много данных. GPU хорош, когда тебе нужно перемножить две матрицы размером тысяча на тысячу. Все ядра делают это одновременно, параллельно, быстро. Но есть нюанс.

Он нарисовал внутри прямоугольника маленькие квадратики.

— Каждое ядро работает с фиксированной точностью. Тридцать два бита. Или шестнадцать, если ты используешь половинную точность. Это как конвейер, штампующий одинаковые детали. Деталь может быть чуть больше или чуть меньше, но допуск фиксирован. Если тебе нужна деталь с другим допуском — извини, меняй конвейер.

— А «Резонатору» нужна переменная точность, — сказала Лиза. — Я посчитала ночью.

— Да, — подтвердил Матвей. — Вероятностные веса. Каждый вес — не число, а распределение. Когда система «уверена» в параметре, распределение узкое, и ей достаточно малой точности. Когда система «не уверена» — распределение широкое, и точность нужна высокая, чтобы не потерять хвосты. Это не константа. Это переменная, которая меняется в процессе вычисления.

— Именно, — кивнул Илья. — Это разница между конвейером и скрипачом. Скрипач каждую ноту берёт чуть по-разному, поскольку музыка этого требует. GPU — для конвейера. А для скрипача нужно другое железо.

— И какое? — спросила Ася.

— Первое, что приходит в голову, — фотонные сопроцессоры. Свет вместо электронов. Фотоны не греются, не сталкиваются сами с собой, операции линейной алгебры выполняются буквально со скоростью света. Проблема — нелинейности.

— Объясни, — сказала Ася.

— Нейросеть учится благодаря нелинейным функциям активации. Сигмоид, ReLU, GELU — всё это нелинейности. Если бы их не было, вся сеть была бы одним большим линейным преобразованием, и никакой глубины обучения не получалось бы. Фотоны — линейные. Они почти не взаимодействуют между собой. Чтобы получить нелинейность в фотонике, нужна среда с сильным эффектом Керра — такой материал, в котором показатель преломления меняется в зависимости от интенсивности света. Существующие материалы либо дороги, либо нестабильны, либо и то и другое.

— А второй вариант? — спросил Матвей, хотя уже догадывался об ответе.

— Арсенид галлия, — сказал Илья. — GaAs. — Он достал из рюкзака небольшой герметичный контейнер, в котором лежала пластинка тёмно-серого цвета с металлическим отливом. Все склонились над ней, как над реликвией.

— Это полупроводник, — продолжал Илья, — который работает на частотах, недоступных кремнию. Кремний — до единиц гигагерц. GaAs — до сотен гигагерц. Он применяется в СВЧ-электронике, радарах ПВО, спутниковых транспондерах. Для нейросетей почти не применялся — считается капризным материалом. Высокая плотность дефектов, сложность легирования, цена подложек.

— Тогда почему мы его рассматриваем? — спросила Ася.

— Потому что он позволяет делать нелинейные операции значительно эффективнее кремния. В GaAs электроны движутся быстрее, переходы между энергетическими уровнями происходят резче, и это физическое свойство, а не программная эмуляция. Нелинейность получается не через софт, а через физику материала. Это именно то, что нужно «Резонатору».

— Гибрид, — сказала Лиза. — Ты хочешь совместить оба подхода.

— Да. — Илья взял ещё один лист и начал рисовать архитектуру. — Фотонный сопроцессор — для линейной алгебры. Матричные умножения — это девяносто процентов вычислительной нагрузки современных нейросетей. Свет делает это мгновенно и без нагрева. GaAs-чип — для нелинейных активаций и рекуррентных связей. Кремниевый CPU — как дирижёр и контроллер памяти. Три типа процессоров, соединённых оптоволоконными линиями и медными шинами.