Изложить его подход в краткой статье крайне непросто. Начнем с того, что Пенроуз — образованный и эрудированный ученый — привлекает к доказательству своих положений буквально все области математики и физики, включая микромир и космологию. Интересно выделить один момент: Пенроуз сразу ставит, если можно так выразиться, "перпендикулярно" один вопрос, о котором вообще все современные ученые кажется, забыли: где существует математическая абстракция под названием "треугольник"? Еще Платон пытался ответить на этот вопрос, и ничего лучшего никто так и не предложил: он существует в некоем "платоновском мире идей". Материалисты, не смейтесь. Например, уже в наше время некий Мандельброт открыл (открыл, а не изобрел!) некое простое преобразование, названное фрактальным, которое позволяет строить фигуры бесконечной топологической сложности, детализация которых зависит только от мощности вашего компьютера, но теоретически не ограничена, причем интересно, что на каждом уровне (или через пару-другую) структуры повторяют друг друга, но только в общем — в частностях каждый уровень детализации уникален. Так где эти структуры (да и тот же треугольник, квадрат, параллелограмм) существуют? Ведь, правда, в жизни таких идеальных структур не встретишь? Но они где-то есть, если их открывают, а не изобретают?
Не-не, Пенроуз не средневековый схоласт и не религиозный деятель. Он вполне современный математик и физик, лауреат разных премий и пытается работать в рамках научной парадигмы. Но честность не дает ему пройти мимо многочисленных примеров невербальноети мышления, в частности, и мышления научного. Открытие (то есть возникновение "новой информации" в наших терминах) практически всегда есть озарение, а не логический вывод, и Пенроуз приводит многочисленные примеры тому, начиная с французского математика Анри Пуанкаре и заканчивая наблюдениями над самим собой. Опирается он при этом и на размышления Тьюринга и его принстонского учителя Алонзо Черча.
Пенроуз осторожно утверждает, что существенную роль в таком неотъемлемом свойстве разума, как сознание, может играть некий квантовый процесс в так называемых микротрубочках нейронов мозга. Этот процесс влияет на сигналы, которыми обмениваются нейроны, внося ту самую "невычислимость". В рамках существующей квантовой теории описать этот процесс невозможно. Пенроуз считает, что создание теории таких явлений должно быть связано с таким же радикальным, концептуальным пересмотром основ физики, какого в свое время потребовало создание общей теории относительности. Таким образом, если подход Пенроуза верен, у направления под названием искусственный интеллект все еще впереди. Каким образом?
Впервые идея о квантовых вычислениях была высказана советским математиком Ю.И. Маниным в 1980 году и стала активно обсуждаться после опубликования в 1982 году статьи Роберта Фейнмана. Действительно, состояния 0 и 1, которые представлены в современных ЭВМ как уровни напряжения неких электрических схем (триггеров), можно интерпретировать и как состояния элементарных частиц, если, к примеру, воспользоваться такой характеристикой, как "спин". Согласно принципу Паули, каждая частица может обладать спином величиной +1/2 или -1/2 — чем не логические "единица" и "ноль"? А квантовая природа таких частиц-триггеров, названных "квантовыми битами" или "кубитами" (Qbit), придает возможностям построенных на этой основе компьютеров поистине уникальные свойства.
Но это еще не самое интересное, что предлагает реализация идеи КК. В своей статье Фейнман пришел к выводу, что если для моделирования системы, состоящей из N двоичных чисел, в классическом компьютере понадобилось бы 2 в степени N вычислений, то квантовый компьютер способен с этим справиться за 2N шагов.
Это невинное на первый взгляд теоретическое положение буквально всколыхнуло мир математиков, физиков и информатиков, и с тех пор количество исследований в области квантовых компьютеров растет экспоненциально. Суть такой реакции ученых заключается в том, что этот эффект, названный "квантовым параллелизмом вычислений", принципиально на много порядков повышает быстродействие основанных на этом принципе компьютеров по сравнению с традиционными.
