QuSoft和阿姆斯特丹大學的Ludovico Lami和康奈爾大學的Mark M. Wilde通過開發一個預測環境噪聲影響的公式，在量子計算領域取得了重大突破。這個公式對於創造能夠在不完美的現實世界條件下工作的量子計算機至關重要。

量子計算利用量子力學的規律進行計算。與傳統計算機使用0或1的比特進行操作不同，量子計算機利用量子比特（qubits），可以同時處於0和1的疊加狀態。

這使得量子計算機執行某些類型的計算比經典計算機快得多。例如，量子計算機可以用經典計算機的一小部分時間來計算非常大的數字。

環境噪聲，在這裡表示為一個小惡魔，可以通過以不可預測的方式改變其波函數的各個分支的相位來影響量子計算機的狀態；我們稱之為去相位。在這裡，時鐘指針的位置代表波函數的一個特定分支的相位。它將影響量子計算所依賴的相位重組的過程。

雖然人們可以天真地把這種優勢歸結為量子計算機能夠並行地進行無數次計算，但現實卻更加複雜。量子計算機的量子波函數（代表其物理狀態）擁有幾個分支，每個分支都有自己的相位。一個相位可以被認為是一個鐘的指針的位置，它可以指向鍾面上的任何方向。

在計算結束時，量子計算機將它同時在波函數的不同分支上進行的所有計算的結果重新組合成一個單一的答案。”與不同分支相關的相位在決定這一重組過程的結果中起著關鍵作用，這與芭蕾舞演員的舞步時間在決定芭蕾舞表演的成功中起著關鍵作用不一樣，”拉米解釋說。

量子計算的一個重要障礙是環境噪音。這種噪音可以比喻為一個小惡魔，它以不可預測的方式改變了波函數不同分支的相位。這種篡改量子系統相位的過程被稱為去相位，會對量子計算的成功產生不利影響。

光可以通過不同的路徑穿過光纖，由於不可能知道一條光線所走的確切路徑，這可以有效的去相位噪聲。資料來源：L. Lami

消隱可能發生在日常設備中，如光纖，它被用來以光的形式傳輸信息。穿過光纖的光線可以採取不同的路徑；因為每條路徑都與一個特定的相位相關，不知道所採取的路徑就相當於一個有效的去相位噪聲。

在他們發表在《自然-光子學》上的新文章中，拉米和威爾德分析了一個模型，稱為玻色消隱通道，以研究噪聲如何影響量子信息的傳輸。它代表了作用於某一特定波長和偏振的單一光模式的去相位。

量化噪聲對量子信息影響的數字是量子容量，即每次使用光纖可以安全傳輸的量子比特的數量。新的出版物為計算玻色消隱通道的量子容量問題提供了一個完整的分析解決方案，適用於所有可能的消隱噪聲形式。

為了克服噪聲的影響，人們可以在信息中加入冗餘，以確保量子信息在接收端仍然可以被檢索到。這類似於在打電話時說”Alpha, Beta, Charlie”而不是”A, B, C”。雖然傳輸的信息較長，但冗餘度確保了信息被正確理解。

這項新的研究準確地量化了一個量子信息需要添加多少冗餘來保護它不受去相位噪聲的影響。這具有重要意義，因為它使科學家能夠量化噪聲對量子計算的影響，並開發出克服這些影響的方法。