Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Какие есть приложения у теории узлов?

Относительно неплохо известно понятие узла: непрерывная кривая в трехмерном пространстве у которой совпадают начало и конец, и нет других самопересечений. Есть масса интересных результатов, посвященных этой науке: условия распутываемости узла, вычисление группы узла и так далее. Есть, конечно, и открытые вопросы, например описание простых узлов и так далее.
При этом лично мне не известно сколь-нибудь значимых приложений этой (довольно симпатичной) теории. У кого какие есть мысли на этот счёт? Какие можете назвать прикладные задачи которые уже решены, или могут быть решены с использованием Knot Theory?
ПрограммированиеМатематика+3
Andronick Arutyunov
  ·   · 14,5 K
Кандидат физ.-мат. наук, делаю Яндекс, увлекаюсь...  · 1 апр 2022
Теория узлов очень тесно связана с топологическими квантовыми компьютерами. Они представляют собой один из вариантов (теоретически возможного, но на практике не реализованного) вычислительного устройства, крайне интересного математически тем, что оно фундаментально сильнее классических компьютеров, т.к. позволяет решать некоторые задачи, на классических компьютерах требующие экспоненциально большого перебора вариантов. Самым широко известным классом таких задач является способность взламывать некоторые классы шифров, а самым практически значимым - возможность прямого моделирования физических и химических свойств материалов, веществ и реакций между ними, выводя их прямо из стандартной модели элементарных частиц. Сейчас на существующих компьютерах делать это запретительно сложно вычислительно как раз из-за экспоненциального взрыва числа вариантов.
Не вдаваясь глубоко в физику процесса, можно сформулировать главную проблему в создании квантовых компьютеров так: его часть, осуществляющую непосредственные вычисления, нужно как можно лучше изолировать от окружающей среды, то есть держать в глубоком вакууме при температуре, как можно более близкой к абсолютному нулю, и в то же время за очень короткое время, в течение которого её работоспособность не разрушается, "выдавать указания" этой части и "снимать показания".  Топологические квантовые компьютеры лучше других подходов в том, что состояния части, осуществляющей непосредственные вычисления, кодируются как один из нескольких узлов,  при этом законы физики запрещают траекториям частиц, составляющих этот узел, пересекаться. То есть слабые возмущения уже не препятствуют работе, для этого нужны более серьезные (аналогия: для разрушения узла его бесполезно "шевелить", нужно рвать).
С точки зрения computer science вычислительно топологические квантовые компьютеры аналогичны другим универсальным типам к.к. (то есть одни можно эмулировать с помощью других и наоборот), но некоторые задачи для топологических к.к. более естественны, и это как раз задачи теории узлов, например, вычисление многочлена Джонса.
Korolchuk.Vasily@yandex.ru  Корольчук Василий Иванович   +7 978 131 7850 Два года, на досуге, добавлял и проверял... Читать дальше
Openstack DevOps and IBM/Informix Certified DBA...  · 25 мар 2022
======================== Узлы и квантовая теория ======================== В двадцатом веке математики разработали глубокую теорию узлов, которая произвела революцию после открытия Воганом Ф. Р. Джонсом в начале 1980-х... Читать далее
1 эксперт согласен
Интересующие темы: история математики, история хри...  · 25 мар 2022
На ум приходят биометрия, актуарные расчеты (и страховой бизнес вообще), генетические исследования (ДНК-РНК) в т.ч. в рамках иммунологии - микробиологии - вирусологии, а вместе с теорией графов в каком-нибудь рыночном прогнозиро... Читать далее
1 эксперт согласен
"это красиво" -- конечно да, аргумент на все времена безусловно :-) Про узлы в актуарной математике очень... Читать дальше