科技日报记者张佳欣报道，量子计算机在拓扑学难题的解决方面展现出了极大的潜力。英国《自然》网站日前有相关报道，总部在英国剑桥的 Quantinuum 公司的研究人员在 arXiv 网站发布了预印本论文。他们能够借助量子计算机 H2 - 2 依据拓扑特性来区分不同类型的绳结，并且其速度有可能超过经典计算机。
研究团队运用量子算法来计算绳结的“琼斯不变量”，这个“琼斯不变量”是用于描述绳结拓扑特性的数值。该量子算法是由数学家弗加恩·琼斯以及计算机科学家多丽特·阿哈罗诺夫、泽夫·兰道所提出的，并且可以通过模拟绳结交叉点所对应的量子操作来实现。并且预期未来设备处理的交叉点数量将超越经典计算机的能力。
从数学的角度来看，绳结的交叉点和量子算法之间存在着理论上的等价性，这一事实已经被人们知晓有几十年了。然而，直到现在，才由这个团队将其完全转化为实际的操作。
团队称，此技术能用来检查量子计算机是否运转正常，具体做法是对同一种绳结的两种不同展开方式所获数字进行对比。这一技术解决了量子计算的一个关键问题，也就是量子优势意味着将来经典计算机将无法对量子计算的结果进行交叉验证。
Quantinuum 公司的首席产品官伊利亚斯·汗表明，量子计算机 Helios 预计将于今年晚些时候推出，它或许能在分析极端复杂绳结方面进一步突破经典超级计算机的限制。
团队认为，其他拓扑学问题或许适合量子计算。量子纠缠态具有集体特性，且在局部变化时能保持量子信息，这与拓扑学研究的几何不变性高度契合。随着量子硬件的发展，拓扑学难题有可能会成为验证量子计算机实用价值的重要领域。
