网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

相关噪声的破坏性干涉,使量子相干时间延长10倍

0
分享至


量子信息科学是一个快速发展的领域,具有彻底改变计算、通信和传感技术的潜力。然而,该领域的一个重大挑战是保护量子信息免受退相干和噪声的影响。退相干是指量子相干性的丧失,这对于维持量子计算和通信所需的量子态至关重要。传统的保护量子信息的方法通常依赖于噪声的时间自相关性,但当存在其他类型的相关性时,这些方法可能并不理想。最近,发表在《物理评论快报》上的一项研究,利用相关噪声的破坏性干涉来保护量子信息。



理解量子噪声和退相干

量子系统对其环境非常敏感,与外部噪声的相互作用会导致退相干。量子系统中的噪声大致可以分为两类:不相关(或白)噪声和相关噪声。不相关噪声独立地影响系统的每个部分,而相关噪声则涉及系统不同部分之间的依赖性。相关噪声可能来自各种来源,如环境波动或量子系统不同组件之间的相互作用。

退相干是一个过程,其中量子系统由于与环境的相互作用而失去其相干叠加态。这种相干性的丧失对量子信息处理是有害的,因为它会导致量子计算中的错误和量子通信中的信息丢失。

传统的噪声保护策略

传统上,保护量子信息免受噪声影响的传统策略包括量子纠错、动态解耦和退相干自由子空间。量子纠错涉及以一种允许检测和纠正噪声引起的错误的方式编码量子信息。动态解耦使用控制脉冲序列来平均噪声的影响。退相干自由子空间利用噪声中的对称性来隔离对某些类型噪声免疫的量子系统部分。

虽然这些方法在某种程度上取得了成功,但它们通常依赖于关于噪声性质的假设,如其时间自相关性。当噪声表现出更复杂的相关性时,这些传统方法可能不足以有效地保护量子信息。

相关噪声的破坏性干涉

最新的保护量子信息的方法是利用相关噪声的破坏性干涉。这种方法利用两个噪声源之间的互相关性来显著延长量子系统的相干时间。通过精心设计噪声源及其相互作用,可以创造出噪声来自不同源的破坏性干涉条件,从而有效地抵消对量子系统的不利影响。

破坏性干涉的概念在经典物理学中是众所周知的,它被用于在各种应用中消除不需要的信号。在量子信息的背景下,这种方法可以应用于相关噪声以获得类似的好处。通过使用两个或多个相关噪声源,研究人员可以设计出减少量子系统整体噪声影响的干涉模式。

实验演示和结果

最近的实验工作证明了这种方法的可行性。研究人员使用钻石中的氮空位 (NV) 中心实施了他们的技术,氮空位中心是量子技术的很有前途的平台。NV 中心的电子自旋充当量子比特。通过应用两个精心调整的激光脉冲,他们能够操纵影响自旋的噪声源之间的互相关。这种操纵导致破坏性干涉,有效地降低了量子比特所经历的总噪声。

实验结果表明,利用交叉相关噪声的破坏性干涉将量子系统的相干时间延长了十倍。这种相干时间的显著延长提高了高频量子传感应用的控制保真度和灵敏度。

影响和未来方向

通过相关噪声的破坏性干涉保护量子信息的能力对量子技术的未来具有重要意义。这种方法为提高量子系统的性能和可靠性提供了新工具,使其在实际应用中更具可行性。通过这种方法实现的相干时间延长和控制保真度的提高可以惠及量子信息科学的各个领域,包括量子计算、量子通信和量子传感。

未来的研究可能会集中于优化噪声源和干涉模式的设计,以实现更高水平的噪声保护。此外,探索这种技术在不同类型的量子系统和噪声环境中的应用可以帮助推广其益处。随着量子技术的不断进步,保护量子信息免受噪声影响将仍然是一个关键挑战,而像相关噪声的破坏性干涉这样的创新方法将在克服这一挑战中发挥重要作用。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
潘汉年被捕后,上海公安局原局长也被捕,出狱后每月80元生活费

潘汉年被捕后,上海公安局原局长也被捕,出狱后每月80元生活费

悟空谈历史
2024-12-25 22:16:39
十米之外就是法拉利!北京网友偶遇小米YU7实车,围观群众惊呼帅

十米之外就是法拉利!北京网友偶遇小米YU7实车,围观群众惊呼帅

蜗牛车志V
2024-12-23 17:39:59
姚迪:我还有未完成的梦想!去国外打球?进国家队并主打世锦赛?

姚迪:我还有未完成的梦想!去国外打球?进国家队并主打世锦赛?

金毛爱女排
2024-12-26 01:10:03
北京八一大楼不是国防部大楼,也不是军委办公场所

北京八一大楼不是国防部大楼,也不是军委办公场所

袁老师说历史
2024-07-27 20:29:28
教师60岁退休,计发月数是139个月,71岁零7个月后,个人账户养老金没钱了咋办?

教师60岁退休,计发月数是139个月,71岁零7个月后,个人账户养老金没钱了咋办?

创作者_EK6525
2024-12-24 20:33:30
齐娇好幸福!带两个女儿迎接圣诞,大女儿遗传爸爸何猷启基因

齐娇好幸福!带两个女儿迎接圣诞,大女儿遗传爸爸何猷启基因

素素娱乐
2024-12-25 10:39:28
红薯再次成为关注对象!医生告诫:吃红薯要留意,这3类人要少吃

红薯再次成为关注对象!医生告诫:吃红薯要留意,这3类人要少吃

今日养生之道
2024-12-25 17:57:36
音乐会后续:夏洛特举手投足像极女王,对凯特会心一笑灿烂动人

音乐会后续:夏洛特举手投足像极女王,对凯特会心一笑灿烂动人

DailyFlora
2024-12-25 08:24:01
《异形:地球》曝异形幕后照,诺兰拍“神话动作史诗大片”!

《异形:地球》曝异形幕后照,诺兰拍“神话动作史诗大片”!

洛奉霖
2024-12-24 23:49:13
尹锡悦怕啥就来啥,弹劾10天后,韩方通电中国,中方作出重要承诺

尹锡悦怕啥就来啥,弹劾10天后,韩方通电中国,中方作出重要承诺

史行途
2024-12-25 17:51:01
打造排球城、果断换帅!如李珊入主排管中心,中国女排或重返巅峰

打造排球城、果断换帅!如李珊入主排管中心,中国女排或重返巅峰

金毛爱女排
2024-12-26 01:00:03
耶鲁教授:中国学生的写作套路,恰恰是国外大学最忌讳的

耶鲁教授:中国学生的写作套路,恰恰是国外大学最忌讳的

尚曦读史
2024-12-23 07:20:10
也门胡塞武装称挫败美国及以色列多项情报活动

也门胡塞武装称挫败美国及以色列多项情报活动

财联社
2024-12-26 00:32:09
上班6天小伙误触辐射源面临截肢,辐射源到底有多可怕?

上班6天小伙误触辐射源面临截肢,辐射源到底有多可怕?

新民周刊
2024-12-25 19:56:29
68岁上海女知青重返云南见初恋,发现自己竟儿孙满堂:我对不起你

68岁上海女知青重返云南见初恋,发现自己竟儿孙满堂:我对不起你

民间精选故事汇
2024-10-09 12:10:06
斯诺克最新世界前16:中国4人,肖国栋再回前十六,墨菲跌出

斯诺克最新世界前16:中国4人,肖国栋再回前十六,墨菲跌出

老高说体育
2024-12-25 12:04:54
梅根·马克尔没哈里王子陪竟难以招架?

梅根·马克尔没哈里王子陪竟难以招架?

生活灵感盒
2024-12-26 01:54:01
摇滚大咖齐聚刘元追悼会!崔健疑似携31岁女儿现身,个个烟不离手

摇滚大咖齐聚刘元追悼会!崔健疑似携31岁女儿现身,个个烟不离手

追风小狗
2024-12-25 23:10:53
好可爱!库库雷利亚晒与妻子及三个孩子的合照,送圣诞祝福

好可爱!库库雷利亚晒与妻子及三个孩子的合照,送圣诞祝福

直播吧
2024-12-25 17:28:28
希拉里年轻时有多美?当她与戴安娜同框,美貌使戴妃也略显逊色!

希拉里年轻时有多美?当她与戴安娜同框,美貌使戴妃也略显逊色!

人情皆文史
2024-11-23 01:30:33
2024-12-26 04:07:00
万象经验 incentive-icons
万象经验
专注科普
836文章数 754关注度
往期回顾 全部

科技要闻

理想CEO:我为啥买了不能自动驾驶的法拉利

头条要闻

4s店销售私收客户购车款"跑路" 有人转账26万无法提车

头条要闻

4s店销售私收客户购车款"跑路" 有人转账26万无法提车

体育要闻

一度消失的欧洲之王,重新燃起了欧冠梦想

娱乐要闻

2025春晚彩排路透曝光!“春晚混子”再登台

财经要闻

住房城乡建设工作会议:推动地产止跌回稳

汽车要闻

全网都在吐槽萤火虫丑 为何李斌心态稳如老司机

态度原创

健康
亲子
时尚
本地
数码

花18万治疗阿尔茨海默病,值不值?

亲子要闻

终于找到一套好看又实用的年服

中年女人的穿衣哲学:裙子过膝,鞋子带跟,轻轻松松能美到老

本地新闻

好吃潮州|尝一口,这里的美食有点“潮”

数码要闻

洛图科技:2024 年中国便携学习机电商销量将达 182 万台

无障碍浏览 进入关怀版