量子态相干性和量子退相干

栗球子
2024-10-23 16:46:35

能简单解释一下这两者之间的关系,以及有没有具体应用吗?

 

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量子隧道的尽头 2024-11-15 18:46:23

量子相干性和量子退相干是量子系统内外相互作用的两个方面。量子相干性代表了系统内部不同状态之间的干涉效应,而量子退相干则是外部环境引起的相干性丧失。当量子系统与环境发生作用时,系统中的量子信息可能会“泄露”到环境中,这导致系统原有的相干性破坏,最终造成量子计算的误差。因此,退相干是实现稳健的量子计算和量子信息处理的主要障碍之一。

量子隧道的尽头 2024-11-15 18:46:45

具体应用

  1. 量子计算:量子计算机的性能依赖于量子比特之间的相干性。为了有效运行,量子计算机需要保持量子态的相干性,避免退相干的发生。量子退相干的时间越短,量子计算就越难以成功完成。因此,提高量子比特的相干时间(即量子退相干时间)是量子计算研究中的关键问题之一。

  2. 量子通信:量子相干性在量子密钥分发(QKD)等量子通信协议中也至关重要。量子态相干性使得量子通信能够提供更高的安全性,而量子退相干则会导致密钥传输中的信息丢失或泄露,因此量子退相干的控制也是量子通信系统的重要挑战。

  3. 量子传感和量子精密测量:量子相干性被用来提高测量的精度,例如在量子干涉仪中使用相干态进行超高精度的时间、位移或磁场测量。退相干会破坏这种精密测量,因此维持相干性是量子传感的核心。

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