如果电能在传输过程中没有衰减会怎样？

如果一台计算机具有指数级的运行速度和完美的精度又会怎样？

关于这个问题，邓肯·霍尔丹教授曾经给过一个标准的回答。并且在2016年的秋天，这位物理学家和另外两名同伴，因为“发现物质的拓扑相变和拓扑相”而获得了本年的诺贝尔物理学奖！

简单来说，他们通过严谨的实验，发现即使是最小规模的微观物质，也可以展现出宏观性质，并且具有拓扑相。

这听起来有些难懂，想要弄懂，就不得不理解拓扑这个概念。

众所周知的是，数学家看待问题的方式往往和一般人不太一样，他们往往习惯于透过现象看本质。而拓扑便是这么一门学科，它研究的便是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质。

一个最经典的例子表示，对于一名拓扑学家而言，甜甜圈和咖啡杯看起来都是一样的，因为它们都拥有一个洞。

因为只有一个洞，你可以通过一个平滑的形变过程将甜甜圈变成一个咖啡杯，反过来也是一样……即便这在一般人眼中看来可能会有些难以理解，甚至于莫名其妙，但事实上因为这一数学方法，已经其他领域的学者发现了不少有趣的东西。

尤其是在物理领域和材料领域，八十年代许多惊人的发现都是源自于拓扑学的方法，提供了理论基础。

只是一直以来，人们虽然习惯于将拓扑学应用于解决宏观世界的问题，却对于拓扑学是否可以被用于对电子、光子这类亚原子粒子而一筹莫展。

因为它们都受到量子物理学奇特规律的影响，导致其大小、位置甚至是形态都处在不确定的状态。

然而16年的诺贝尔物理学奖却对这一命题给出了一个肯定的答复。

即使是这些微观世界的亚原子，也是符合拓扑学特性的！

这一理论对于日常生活显然没有任何影响，但对于电子工程领域而言，确实推开了新世界的大门！

在奇妙的量子世界中，这些性质在物质的某种特殊阶段表现出具有惊人的稳定性和一些显著的特性。其中最典型的例子就是拓扑绝缘体。

尤其是在石墨烯材料中发现的这一特性，直接导致了SG-1超导材料、以及碳基芯片的诞生。

而与此同时，这一性质同样推动着量子计算的研究。

根据量子计算机的原理，其主要是通过亚原子粒子可以同时处在不同状态的这一性质，将信息存储在一个叫量子位（qubit）的东西里。也正是因为这一特性，量子计算机相比起传统电脑，能以指数级的速度解决问题。

然而问题就在于，存储数据的亚原子粒子非常的脆弱，和稳定的原子不同，即使是轻微的扰动也有可能改变它所处的状态。 本章未完，请点击下一页继续阅读！ 第1页/共3页