由于量子计算机中量子比特的脆弱性和敏感性，环境噪声是影响整个系统的关键因素。这种噪声会影响量子计算机的分析和读出，因此世界各地的工程师和科学家都在努力寻找能降低这种噪声的方法，并同时保持量子比特之间当前的通信水平。麻省理工学院的研究人员最近提出了一种能控制噪声的新方法，能同时通过利用被称为“压缩”的过程来增强量子信号。他们的研究成果已发表在《自然·物理学》上，研究人员希望可以利用这种压缩方法来为量子计算机创建更强大的组件。

根据文章第一作者、麻省理工学院研究生Jack Qiu的说法，这种压缩是通过将环境噪声从一个变量重新分配到另一个变量上来起作用，因此噪声总量是相同的，只是在参数上有一点不同。Qiu进一步解释说：“被称为海森堡不确定性原理的量子特性要求在放大过程中只能添加最少量的噪声，这导致了背景噪声的‘标准量子极限’。然而，一种被称为约瑟夫森参量放大器的特殊设备可以通过将其有效地重新分配到其他地方，并将其“压缩”到基本极限以下，从而实现减少噪声。”

当研究人员专注于系统中的一个特定参数时，这种重新分配是特别有用的。Qiu补充道：“量子信息以共轭变量来表示，例如，电磁波的振幅和相位。然而，在许多情况下，研究人员只需要测量其中一个变量(振幅或相位)就可以确定系统的量子态。在这些情况下，他们可以压缩噪声：降低一个变量的噪声，比如振幅，同时提高另一个变量的噪声，在本例中为相位。由于海森堡不确定性原理，噪声总量保持不变。尽管如此，它的分布还是可以调整的，这样就可以对其中一个噪声较小的变量进行测量。”

由于当前量子计算机的发展阶段是正在努力改善量子比特之间的量子信号，同时降低环境噪声，因此该实验的结果可能是很重要的。随着Qiu和他的团队继续深入研究这一过程，他们希望他们的工作能够影响量子行业的其他人。正如Qiu所说：“如果将其应用于其他量子系统，它具有巨大的潜力，能用在量子比特系统接口以增强读出，或者用于纠缠量子比特，或者用来扩展设备的工作频率范围以检测暗物质并改进检测效率。”（编译:Qtech）