量子相干和量子糾纏是量子物理的兩大特性日前，物理學家研究結果表明這兩種現象可通過操作等效，即這兩種現象盡管概念完全不同，卻是等效的這一發現使得物理學家可以將在量子糾纏領域幾十年的研究成果應用于研究較少的量子相干，大大拓展了量子技術的應用領域。
兩者有著同宗近親的關系
盡管物理學家一直都知道相干和糾纏有著緊密的聯系，但卻不了解這兩者之間的具體關系。
我們都知道量子相干和量子糾纏均遵循疊加原理，即單個量子態可由多個不同態以不同的方式組合得到。量子相干遵循的是物理的波動性，如果將物體的波動性一分為二，則這兩個波之間將發生相干干涉，從而疊加成一個態。疊加這一概念最著名的代表就是“薛定諤的貓”（奧地利物理學家薛定諤于1935年提出的有關貓既是死的又是活的這一著名思想實驗的名字，它描述了量子力學的真相：粒子的某些特性無法確定，測量外力會改變其特性），即在一個密封盒子里可同時存在一種活與不活的相干態。相干同樣還是量子計算的核心，計算中的量子比特即是0和1的疊加態，這就導致了量子計算比其他各種經典算法要快很多。當這些態退相干時，所有獨特的量子性能就消失了。
第二種現象，量子糾纏同樣也包括疊加。但此時的疊加態是由兩個糾纏粒子的共享態，而不是單個粒子兩個分波的疊加。量子糾纏的詭異之處在于兩個糾纏粒子之間是非常緊密相連的，對其中任何一個粒子的測量會立即影響到另外一個粒子，即使兩個粒子之間的距離相隔非常遠。與相干類似，量子糾纏在量子科技中發揮著不可或缺的作用，比如在量子隱態傳輸，量子加密和量子密集編碼等領域。
兩者之間的轉換
在最近發表于Physical Review Letters上的一篇文章中，來自英國，西班牙和印度的研究人員對于量子相干和量子糾纏兩者之間的關系給出了一個簡單卻有力的答案。根據相關理論，兩誰之間是定量等效或可通過運算等效。此項研究是由英國諾丁漢大學的副教授Gerardo Adesso領銜，團隊包括來自西班牙和印度的研究人員。
物理學在此問題上達成了共識，一般來說，一個系統中任意非零相干量可以轉化為此系統和另一個最初不相干系統之間等量的糾纏態。關于相干態和糾纏態之間的轉化這一發現有著重要的意義。首先，這意味著量子相干態可通過糾纏態測定。因此，研究人員之前關于糾纏態的諸多研究結果可用于相干態，而另一方面，我們知道，研究人員對量子相干領域（量子光學之外的領域）的研究還較少。比如，這一發現結果使得物理學家可以解決一個關于相干態幾何度量的重要問題，因為糾纏態的幾何度量是一個“完整的凸單調“（full convex monotone）問題，也可應用于相干態的幾何度量上。正如物理學家所解釋的，這一發現使得他們可以用兩個中的一個去定義或量化另一個。
來自西班牙巴塞羅那光子科學研究所的Alex Streltsov（本文的作者之一）說道：“這一工作的重要性在于我們不僅從定性的角度，更從定量的角度證明了相干和糾纏的關系。是，量子糾纏態的量化也導致了相干態的量化。這一概念可證明相干態的幾何度量是一個有效的相干量化，這也解釋了之前工作中尚待解決的一個問題。” 物理學家還解釋道：結果中關于相干和糾纏可通過運算的等效，并非意味著這兩者完全相同，它們仍然是兩個完全不同的概念。
來自印度阿拉巴哈德Harish-Chandra研究所的Uttam Singh，Himadri Dhar和Manabendra Bera都表示：“盡管這兩者的本質是相同的，即都是量子疊加，但相干和糾纏是兩個完全不同的概念。比如，相干存在于單量子體系中，而糾纏并沒有明確的定義。更者，相干是在給定基上定義的，而糾纏在不同的局部基情況下是不變的簡而言之。 ，相干和糾纏可通過運算等效，但二者卻是兩個完全不同的概念。”
未來的量子關聯
量子相干和糾纏在運算的等效性對于包括量子信息理論到很多新興領域注入量子生物和納米熱動力學都有著非常深遠的影響。未來，物理學家還將深入研究這兩者是否可以通過第三者實現互換，比如量子失諧，它與糾纏一樣，描述了兩個系統的另一種相關性。
Adesso說道：“在未來，我們有著很多的計劃在理論上，我們將努力建立一個統一的框架將不同量子方法解釋，歸類和量化，包括但不限于相干和糾纏，并將從運算的角度突出這兩者之間的聯系。我們可以在復雜體系的量子指標系統中使用一種指標來瀏覽，并且鑒別出在不同信息任務中必須的指標“。
“在應用層面上，我們正在深入研究噪聲環境下探測，量化和保持相干，糾纏和其他量子相關性的實驗框架。更基礎地，我們希望這些結果能激勵我們去設計出一種可擴展且更有效的方法，從而將這兩者之間的轉化應用于實際技術中，讓我們能更深入地了解量子世界與真實世界的界限“。
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