用单个量子粒子探测潜在的时间关联

当一条有噪通信信道被多次使用时，不同时间发生的错误通常表现出相关性。在经典情形下，这些关联不影响单个粒子的演化：一个经典粒子只能在某一确定时刻通过信道，其演化对信道后续使用之间的关联不敏感。与此形成鲜明对比的是，我们在此表明，单个量子粒子能够感知信道在不同时间点多次使用之间的关联。在一个极端例子中，我们展示了一条在粒子于确定时间发送时输出白噪声的信道，可以表现出这样的关联：当粒子以两个时间的叠加态发送时，能够实现经典比特的完美传输。相反，我们表明，在缺乏关联的情况下，以两个时间的叠加态发送的单个粒子所经历的有效信道其经典容量至多仅为 0.16 比特。当存在多条传输线路时，时间关联可用于模拟量子信道在替代因果序的相干叠加中的施加，甚至提供通过因果序叠加无法获得的通信优势。