来自马里兰州劳雷尔市约翰·霍普金斯应用物理实验室和巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的研究人员，在量子系统中的量子噪声表征方面取得突破，这是可靠管理量子计算错误的关键一步，相关成果发表于《物理评论快报》，为开发实用量子计算机扫除长期障碍。

量子系统中的噪声来源多样，既有传统噪声源如温度波动、振动和电磁干扰，也有与量子处理相关的原子级活动，像自旋和磁场。APL高级物理学家Gregory Quiroz称，评估噪声对量子算法的影响是减轻影响的首步，当前模型过于简单，无法捕捉真实硬件上量子噪声对计算的影响，他们的工作正试图弥合这一差距。许多简化模型只能捕捉单个噪声实例，而重要噪声源分布在空间和时间上，捕捉噪声随时间和多位置对系统的影响，对实现容错量子纠错码至关重要。

随着量子系统规模扩大，复杂性呈指数级增长，理解噪声传播更难。奎罗斯和合作者威廉·沃特金斯利用对称性，沃特金斯运用根空间分解数学技巧，将量子系统表示为梯子，向系统施加噪声观察其跃迁情况，把噪声分为两类以确定减轻方法。Quiroz表示，这有助于从多方面构建容错量子系统，既能在物理层面设计更好系统，也能开发考虑量子噪声的算法和软件。APL拥有涵盖量子计算挑战各方面的专业知识，以噪声为中心的研究视角是主要驱动力，未来计划继续探索潜在研究方向。

更多信息： William M. Watkins 等人，《对称性保持量子动力学中的经典非马尔可夫噪声》，《物理评论快报》 (2025)。期刊信息： Physical Review Letters ， arXiv