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计算机凭借比特进行运算。比特是一种双状态系统,就像硬币可能正面朝上或反面朝上一样。量子比特也是如此,只不过这枚“硬币”在运算过程中是在一只黑匣子中翻转的。你只能设置硬币两面的初始值,这些值都是a+bi形式的复杂数字,经过运算后,便可得出硬币正面或反面朝上的概率。你只有打开黑匣子后才能知道硬币的值是多少。运算需要把几枚硬币绑在一起、同时放入黑匣子中,并让它们以一种特殊方式进行互动、使这些初始值在数学上相互结合。最终的计算结果取决于所有放入匣中的硬币,有些正面和反面朝上的组合出现的概率会更大,有些则完全不可能出现。

这套系统可以有多种用途,如用于高级化学模拟或人工智能等。但关键在于,要找到一种独特的量子“硬币正反面”系统,其中两种状态能够形成叠加态(即黑匣子),相互纠缠(即把硬币绑在一起),并相互干涉(硬币在黑匣子中结合后会改变正反面朝上的概率)。并且在这套系统中,就算你晃动匣子,硬币也能继续翻转,或通过做冗余处理弥补这些干扰。

微软研究人员认为,解决干扰问题的关键在于建立一套拓补系统。无论如何改变这套系统,它总有一些固有性质保持不变。这些系统便是所谓的拓补对象。


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