量子相干时间指的是一个量子系统在不因外部干扰而失去相干性（即退相干）的情况下，能保持其量子态的持续时间。在量子计算中，相干时间至关重要，因为量子比特（qubits）依赖叠加和纠缠来执行计算。如果相干性过快丢失（这个过程称为退相干），量子比特的信息就会损坏，导致错误。例如，超导电路中的量子比特可能由于热噪声在微秒内失去相干性，而囚禁离子量子比特可以保持相干性毫秒或更长时间。相干时间越长，量子比特能够可靠地执行的操作越多，这使其成为决定量子硬件实用性的关键因素。
相干时间的意义在实际应用中变得显而易见。像用于分解大数的 Shor 算法或 Grover 搜索算法等量子算法需要许多连续的操作。如果相干时间太短，在计算完成之前就会积累错误，导致结果不可用。例如，一个相干时间为 100 微秒的超导量子比特，假设每次操作耗时 1 微秒，那么在退相干发生前可能只能进行 100 次操作。相比之下，相干时间为 10 毫秒的囚禁离子量子比特理论上可以处理 10,000 次操作。这直接影响了错误纠正方案的可行性，错误纠正需要冗余量子比特和重复操作来检测和修复错误。没有足够的相干时间，错误纠正本身就变得不切实际，从而限制了可扩展性。
量子系统的开发者专注于通过硬件设计和环境控制来改善相干时间。例如，超导量子比特被屏蔽在接近绝对零度的低温环境中，以最大程度地减少热噪声；而硅中的自旋量子比特则利用半导体制造技术来减少材料缺陷。研究人员还在探索混合方法，例如使用光子链路在具有不同相干特性的系统之间传输量子态。理解相干时间有助于开发者为特定任务选择合适的量子比特技术——快速原型设计适合短相干系统，而复杂算法需要长相干系统。随着材料科学和错误缓解技术的不断进步，延长相干时间仍然是使量子计算具有实际应用价值的核心挑战。