在设计量子电脑时，绝大多数将焦点置於减少量子位元与环境的交互作用。研究人员知道 ，一旦错误率可以降低到每一万步计算约只会出现一次，修正错误的步骤就可以用於补偿 个别量子位元的衰落。可以运作的量子电脑需要含有大量的量子位元，而每个量子位元与 环境的隔离必须好到让错误率如前述的那样低，建造这样的量子电脑是极困难的工作，物 理学家距离成功还很遥远。 有一些研究者试图走另一条很不一样的路来建造量子电脑。在这个新办法里，脆弱的量子 状态所依赖的是物理系统的拓扑性质。拓扑是一门数学，它研究的对象是物体在平滑变形 （例如伸长、挤压、弯曲、但不得切断或连接起来）之下仍会保持不变的性质。拓扑涵盖 的项目之一是扭结（knot）理论。微小的扰动并不会改变物体的拓扑性质。例如，一条弦 绑成一个扭结的封闭回圈，和没有扭结的封闭回圈相比，在拓扑上两者是不同的。将没有 扭结的封闭回圈变成一个封闭回圈加上扭结的唯一办法是切断弦，绑出扭结，再将弦的两 端封起来。同样的，要把一个拓扑量子位元转变成另一种状态，也非得利用类似的激烈方 式不可，来自环境的一点点推挤是改变不了拓扑量子位元的。 乍看之下，拓扑量子电脑根本不像是个电脑。它用来计算的是结成绞辫的弦，而不是传统 意义上的实体弦。这种用於计算的弦是物理学家所称的世界线，它所代表的是穿过时间与 空间的粒子。（你可以这麽想像：这样一条弦的长度代表粒子在时间轴上的运动，其厚度 则代表粒子的实体大小。）此外，这种计算所牵涉到的粒子并非你最初可能想像的电子或 质子。其实这种量子电脑所牵涉到的粒子是准粒子（quasiparticle），它是二维电子系 统的激发态，它们的行为和高能物理中的粒子与反粒子很像。这些粒子还有个麻烦之处： 它们是一种特别型态的准粒子，称为任意子，具有建构量子电脑所需要的数学性质。 执行一次这种量子计算的过程大约是这样子的：首先，创造许多对任意子，将它们沿着一 条线排列。每一对任意子就如同一个粒子与其反粒子，是纯粹由能量所创造出来的。 其次，以明确的顺序让一对对相邻的任意子彼此环绕。每一个任意子的世界线基本上就构 成一条线，任意子这种对调的运动便制造出了一串这些世界线的绞辫。量子计算就藏在如 此形成的特定绞辫里。任意子的最终状态存放了计算的结果，这状态的性质取决於绞辫， 而非任何偶然的电磁交互作用。同时绞辫是拓扑性的（把线摇动一下并不会改变绞辫）， 所以它在本质上就不受外界的影响。目前在微软工作的基塔耶夫（Alexei Y. Kitaev）首 先於1997年，提出以这种方式来利用任意子执行计算。 目前也在微软从事研究的傅利曼（Michael H. Freedman）於1988年秋天在哈佛大学演讲 ，主题就是利用量子拓扑进行计算的可能性。他在1998年发表了一篇研究论文，阐述了他 的想法。傅利曼的想法奠基於一项数学发现：某些属於「结不变量」的数学量，和二维曲 面随着时间而演变的量子物理有关。如果我们可以创造物理系统的某个状况，同时对它做 适当的测量，就可以约略自动计算出结不变量，不然我们就得透过传统电脑执行冗长又不 方便的计算。我们也可以利用类似的捷径来执行同样困难、但有实际应用价值的计算。 <这篇是很早期的文章 但目前已经实现了> -- 既然每个人心中一个宇宙,又何必写下方程式...... --

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