量子相干是多粒子干涉、纠缠等基本现象的物理性质，是现代技术赖以建立的宝贵资源。在量子物理学中，环境噪声量子物理最不利的影响因素，它阻碍了诸如相干性、纠缠和量子关联等基本性质的产生、控制和保存。传统上，与环境相互作用的量子系统被称为开放量子系统（OQS），因此它们构成了自然界中遇到的最常见的结构。在这方面，描述OQS演化的标准现象学方法是所谓的Born-Markov近似。在这种方法中，感兴趣的系统弱耦合到大的非结构化环境，使得后者的统计特性保持不受影响。一般来说，在OQS的研究中，主要的兴趣是探索系统本身而不是环境所表现出的量子特性; 因此，人们只能将调查局限于减少OQS的动力学特性。在其最简单的配置中，可以在有限量子网络中研究Born Markov前提约束对降低OQS的影响，其中，通过将纯失相或更一般地，非耗散噪声引入场地能量来模拟环境效应。在单粒子水平上，这种去相位模型的相关性已经在从生物学，量子化学，电子学到光子学和超冷原子的跨学科研究框架中得到强调。结果表明，单粒子退相模型与波动力学没有任何差异。相反，当考虑不可区分的粒子流形时，真实量子过程的丰富性和复杂性更加突出。

图1 (a)一个简化的Born-Markov开放量子系统的集成波导三聚体模拟器的原理图设置。波导中的不同颜色表示传播常数的动态(z相关或时间相关)随机变化，其作用是模拟环境引起的能量波动。请注意，橙色和绿色波导代表强耦合位点，蓝色波导代表弱耦合到上部位置的第三个位置。(b) 用于在双激发歧管内进行实验的实验装置：通过来自405.5nm波长的泵浦激光器的自发参数下转换实现波长为815nm的双光子源。通过光纤阵列收集在器件输出处出现的光子并随后馈送到雪崩光电二极管（APD）中。用激光（λ= 633nm）激发其中一个上部位置产生（d）中所示的强度动态，观察到光通过系统主要在上部波导之间传播，即强耦合部位。(f) 在存在相移的情况下，我们观察到在所有波导中均匀地重新分配能量。请注意，在(c)-(f)中，绿色曲线表示沿激发波导的强度，橙色曲线表示沿第二个上部位点的强度，蓝色曲线表示从下部位置记录的强度，参见a。

一般来说，量子相干最致命的弱点是相关动力系统与其环境的相互作用所产生的噪声。然而，在某些条件下，噪声的存在可能驱动量子和经典系统经受着耐人寻味的非平凡效应。在这方面，马克斯·玻恩研究所的科学家及其合作伙伴在理论上和实验上证明，当两个无法区分的非相互作用粒子通过受非耗散噪声影响的量子网络共同传播时，该系统总是演变成一种稳定的状态，在这种状态下，粒子间的不一致性总是占优势。此外，研究结果还表明，即使初始态呈现经典关联，仍能达到与幸存量子相干相同的稳态。相关结果以《Endurance of quantum coherence due to particle indistinguishability in noisy quantum networks》为题，发表在《npi | Quantum Information》杂志上。

图2 在z = 12cm传播之后，可分离的a，d，纠缠的b，e和非相干光子对c，e的双粒子强度相关性。上排：实验数据；下排：数值模拟。

来源： npi | Quantum Information

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