相关噪声的破坏性干涉，使量子相干时间延长10倍

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。

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。