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量子计算机在解决拓扑学难题上展现出巨大潜力，Quantinuum公司研究人员利用量子算法计算绳结的琼斯不变量，速度远超经典计算机。该技术还可用于检测量子计算机的运行状态，未来或将在分析极端复杂绳结方面打破经典超级计算机的限制。

量子计算机在解决拓扑学难题方面展现出了惊人的潜力。据英国《自然》网站报道，总部位于英国剑桥的Quantinuum公司研究人员在arXiv网站发布了预印本论文，指出他们可利用量子计算机H2-2根据拓扑特性轻松区分不同类型的绳结，这一速度或将远超经典计算机。

研究团队采用量子算法计算绳结的“琼斯不变量”，这一数值用于描述绳结的拓扑特性。该算法由数学家弗加恩·琼斯与计算机科学家多丽特·阿哈罗诺夫、泽夫·兰道共同提出，通过模拟绳结交叉点对应的量子操作来实现。团队已在H2-2上成功计算了含有600个交叉点的琼斯不变量，并预计未来设备可处理约3000个交叉点，届时将彻底超越经典计算机。

数学上，绳结交叉点与量子算法之间的理论等价性已被认知数十年，但此次才由该团队真正付诸实践。

团队指出，该技术还可用于检测量子计算机的运行状态，通过对比同一种绳结的不同展开方式所得出的数字来进行验证。这一发现解决了量子计算领域的一个重要问题，即量子优势意味着未来经典计算机将无法交叉验证量子计算的结果。

Quantinuum公司首席产品官伊利亚斯·汗透露，预计将于今年晚些时候推出的量子计算机Helios，在分析极端复杂绳结方面或将进一步打破经典超级计算机的限制。

此外，团队认为其他拓扑学问题同样适合量子计算。量子纠缠态的集体特性及其在局部变化下保持量子信息的性质，与拓扑学研究的几何不变性高度契合。随着量子硬件的不断进步，拓扑学难题有望成为验证量子计算机实用价值的关键领域。

（文章来源：科技日报）