相干时间

量子处理器的量子比特能够维持其量子态以执行计算的持续时间。

相干时间是指量子处理器的量子比特能够维持其量子态(如叠加态或纠缠态)以执行计算的时间长度。在量子计算中,量子比特对周围环境高度敏感。任何外部扰动,例如温度波动、电磁干扰或物理振动,都会导致量子比特失去量子特性并退变为经典态——这一破坏性过程称为退相干。 由于量子计算必须在退相干发生前完成,相干时间决定了量子计算机在单次运行中可执行的最大逻辑门(操作)数量。如果系统的相干时间过短,误差会迅速累积,使计算变得毫无用处。因此,延长相干时间是量子硬件开发中最关键的工程难题之一。 对于技术投资者而言,跟踪相互竞争的硬件平台(如超导量子比特、离子阱或中性原子)的相干时间,是评估技术成熟度的关键方法。然而,投资者必须将相干时间与门速度、门保真度一并评估。一个相干时间长但门操作非常慢的系统,其执行的计算量可能少于一个相干时间较短但门速度极快的系统。

量子处理器的量子比特相干时间为100微秒(0.0001秒)。如果单次量子门操作的执行耗时为50纳秒(0.00000005秒),那么在退相干之前可执行的最大操作数为100,000纳秒 / 50纳秒 = 2,000个量子门。