量子相乾性是量子力學中一個核心概念,指的是量子系統內部不同狀態之間的相乾疊加。這種相乾性允許量子系統處於多種可能狀態的疊加態,而不是經典物理學中的單一狀態,量子相乾性是量子計算、通信、感測、模擬和信息處理等領域的基礎。例如:
在量子計算中,量子比特可以處於0和1的疊加態,這種疊加態是實現並行計算的關鍵。
在量子通信中,利用量子相乾性可以實現安全地分發密鑰。
在量子感測中,通過保持系統相乾性可以實現高精度測量。
此外,量子相乾性還體現在全同粒子系統中,由於粒子的波函式不可分辨性而產生的相乾性。這種相乾性在量子信息任務中具有實際套用價值,如量子糾纏製備和量子隱形傳態。
然而,量子相乾性很容易受到環境干擾而丟失,導致量子效應減弱或消失,這是實現可靠量子設備和算法的一大挑戰。