Математик, проливший свет на случайность в алгоритмах, получил главный приз в области вычислительной техники

Ави Вигдерсон — первый лауреат премии Тьюринга и премии Абеля, высшей награды в области математики.

Премия Тьюринга 2023 года — эквивалент Нобелевской премии в мире компьютерных технологий — была вручена математику Ави Вигдерсону за его новаторский и широко применимый вклад в информатику. Эта честь сопровождается призом в 1 миллион долларов.

На протяжении своей многолетней карьеры 67-летний профессор Института перспективных исследований больше интересовался тем, можно ли решить проблему, чем тем, каким может быть ответ, — это часть специализации, известной как теоретическая информатика.

«Насколько нам известно, для каждой проблемы, с которой мы сталкиваемся и пытаемся решить, мы не можем исключать наличие алгоритма, способного ее решить», — говорит Вигдерсон. Журнал Кванта's Стивен Орнес. «Это самая интересная для меня проблема».

В центре его творчества случайность и непредсказуемость. Компьютеры имеют тенденцию работать предсказуемо, следуя определенным закономерностям. Но, начав свои исследования в начале 1980-х годов, Вигдерсон обнаружил, что в некоторых случаях добавление неизвестных (или случайностей) в определенные алгоритмы может привести к более легкому и быстрому поиску решения. И наоборот, он обнаружил, что случайность можно убрать из других алгоритмов, что облегчит поиск решения.

Его работа по изучению и уточнению этой взаимосвязи — между случайностью и сложностью и разрешимостью задачи — оказала глубокое влияние на современные вычисления.

«Очень сложно работать в любой области информатики, не пересекаясь с работой Ави», — говорит Мадху Судан, ученый-компьютерщик из Гарвардского университета, который в прошлом сотрудничал с Вигдерсоном в исследованиях. Журнал Кванта. «И везде можно найти очень глубокие прозрения».

Ави Вигдерсон (слева) идет рядом с двумя другими мужчинами по тропинке снаружи.

Вигдерсон (слева) помог изменить понимание исследователями случайности в вычислениях.

Яннис Иоаннидис, президент Ассоциации вычислительной техники, организации, которая присуждает премию Тьюринга, в своем заявлении на этой неделе назвал Вигдерсона «выдающейся интеллектуальной силой в теоретической информатике».

Его вклад, например, помог исследователям лучше понять одну из самых известных недоказанных гипотез в этой области, называемую проблемой P и NP. Он спрашивает: если решение проблемы легко проверить, легко ли решить саму проблему? Гипотеза предполагает, что простые и сложные задачи для компьютеров принципиально различны. Используя случайность, Вигдерсон помог прояснить отдельные доказательства и обнаружить уникальные случаи, в которых как простые, так и сложные задачи были одинаковыми.

Вигдерсон также писал о том, как концепции теоретических вычислений могут быть применены к различным естественным и рукотворным процессам — случайность может сыграть роль в решении сложных проблем, таких как поиск лекарства от рака, пишет Вигдерсон. Газета «Нью-Йорк ТаймсКейд Мец. Случайность управляет многими процессами в мире: от фондовых рынков до интернет-сплетен, распространения болезней и активности бактерий в чашке Петри.

Таким образом, влияние работы Вигдерсона вышло далеко за пределы информатики. Современные области криптографии, облачных вычислений и разработки блокчейнов пропитаны принципами и открытиями Вигдерсона.

Например, его работа со случайностью и алгоритмами помогла разработать протоколы с нулевым разглашением — важнейший метод компьютерной безопасности, который позволяет передавать и подтверждать конфиденциальную информацию между сторонами. В самом простом случае одна сторона может доказать, что условие верно для другой стороны, не раскрывая никаких других деталей. Случайные уникальные цифровые ключи также помогают защитить данные в Интернете.

Еще одним свидетельством того, что описание и использование случайности распространяется на многие области, является то, что эта дисциплина недавно получила признание в математике. Премия Абеля 2024 года, высшая в мире награда в области математики, была вручена в прошлом месяце французскому математику Мишелю Талаграну за достижения в области стохастических систем, которые помогают более точно моделировать случайные величины.

Среди множества других наград Вигдерсон получил премию Абеля 2021 года вместе с математиком Ласло Ловасом за работу, которая помогла связать математику с информатикой. Эта новая награда делает Вигдерсона единственным человеком, получившим одновременно премию Тьюринга и премию Абеля.

«Влияние Ави на теорию вычислений за последние 40 лет не имеет себе равных», — говорит Одед Гольдрейх, профессор информатики в Научном институте Вейцмана в Израиле. Новый учёный's Алекс Уилкинс. «Разнообразие областей, в которые он внес свой вклад, ошеломляет».

Несмотря на все свои достижения в области предсказуемости, Вигдерсону не удалось решить один процесс — это объявление его собственной премии Тьюринга.

«Комитет (Тьюринга) обманул меня, заставив поверить в то, что мы собираемся поговорить о сотрудничестве», — рассказывает Вигдерсон. Новый учёный. «Когда я увеличил масштаб, там был весь комитет, и они рассказали мне. Я был взволнован, удивлен и счастлив».