雷射与传统光源的最大差异是光束的相干性。光束的相干性可以用数字C来衡量，C大致为连续发射到光束中的同相位光子数。传统雷射的C为数十亿个光子，然而最近两项新研究表明C可能比之前认为的还大。
科学家过去认为雷射的最大可能相干性为Schawlow-Townes极限。这个极限由诺贝尔奖得主Arthur Schawlow和Charles Townes于1958年提出(https://journals.aps.org/pr/pdf/10.1103/PhysRev.112.1940)，他们认为光束的相干性C不能大于N的平方，N是雷射本身内部的能量激发数（这些激发可以是光子也可以是处于激发态的原子）。
Schawlow和Townes对如何将能量添加到雷射（增益）以及如何释放能量以形成光束（损耗）进行了假设。但是随着过去几年量子电脑的发展，最近提出的两篇论文推翻了Schawlow-Townes极限，认为我们的想像力不需被标准假设所限制。
https://tinyurl.com/y3rekek6
第一篇格里菲斯大学和麦格理大学合作的论文于本周在《自然物理学》上发表，研究团队提出一种新模型，该模型在增益和损耗过程上均与标准雷射不同，其相干性C等于N的四次方。这种雷射可以用超导量子位元和电路技术实现-该技术已被用于目前最成功的量子电脑中。
https://arxiv.org/pdf/2009.03333.pdf
第二篇论文来自匹斯堡大学的团队，他们使用的方法略有不同，他们模型得出的C为N的三次方。他们也建议用超导设备制造雷射。
两篇论文的雷射都不会产生可见光而是产生微波。但是，这正是超导量子计算所需
的来源类型。
相干性的最终极限是与海森堡测不准原理有关的海森堡极限。达到海森堡极限的雷射需要一场设备革命，使得无论多低相干性的输入都能得到高相干性的输出。