חישוב קוונטי משמעותו פוטנציאל עצום בביצוע חישובים מורכבים במהירות בלתי נתפסת. למרות זאת ידוע לאחרונה שלמחשוב הקוונטי יש הגבלה יסודית – איכות השעון שמשמש כדי למדוד את הזמן.
שעונים במחשבים קוונטיים צריכים להשיג גם באיכות וגם בטוחות, אך נמצא שביצוע השגת איכות וטוחנות מושלמות בו זמנית אי אפשרי עקב אנרגיה ויווצרות האנטרופיה הסופיים של שעונים.
כדי לשנות סטטוס קוונטי במחשב קוונטי, נדרשות מדידות זמן מדויקות. שעונים משמשים כדי לשנות את המצב של מערכות פיזיקליות קוונטיות, כמו אטומים יחידים, על ידי סיבובם לפי כוחות ספציפיים במשך זמן מסוים. הדיוק של השעון חיוני כדי לוודא שפעולות החישוב הקוונטי מספקות את התוצאות הנכונות.
האתגר מתמקד במאפיינים של השעונים – טוחנותם ורזולוציית הזמן. רזולוציית הזמן מתייחסת למרחבי הזמן הקטנים ביותר שניתן למדוד, תוך שאן הטוחנות מציינת את רמת אי דיוק בכל טיק של השעון. הצוות המחקרי מצא כי שעון לא יכול להתעצמס לאינסוף או לייצור אנטרופיה אינסופית ובכך די ברור כי להשגת רזולוציה וטוחנות מושלמות בו זמנית אי אפשר. ההגבלה זו מחייבת הגבלות על יכולתם של מחשבי הקוונטים.
אם גם בעולם הקלאסי שלנו אפשרות לביצוע פעולות חשבון מושלמות, אז בפיזיקת הקוונטים מתערבות רבות מדוכאות. שינוי של מצב קוונטי במחשב קוונטי דומה לסיבוב בממדים גבוהים יותר. כדי שהמצב הרצוי יימצא, הסיבוב חייב להינע מסביב למועד מסוים. החלקה מהזמן המדויק יכולה להביא לתוצאות לא נכונות.
מדידת הזמן קשורה באופן אינטרינזי לאנטרופיה במערכות פיזיקליות. אנטרופיה מתרבה במהלך זמן, וגורמת לערבות גבוהה יותר. כל מדידת זמן מתארת הגברת אנטרופיה, מאחר שאנרגיה מתמרת לחום ולצליל. הצוות המחקרי פיתח מודל מתמטי שמדגים את הדילמה בין רזולוציית הזמן לטוחנות לדיאלוגית כל שעון. עבודה מהירה ועבודה מדויקת לא יכולות להישג בו זמנית.
המציאות זו מקנה הגבלה טבעית על מהירות ועמידותם של מחשבי הקוונטים. למרות ההגבלות הנוכחיות בחישוב קוונטי המקובלות מגורמים אחרים, כמו דיוק מרכיב או שדות אלקטרומגנטיים, מחקר זה מציע כי המדידה של הזמן תשחק תפקיד משמעותי בעתיד. כך שככל שטכנולוגיית הקוונטים מתקדמת, גישה מתאימה למדידה לא אופטימלית של הזמן תהיה כרוכה.
המחקר, שנקרא "השפעת המדידה שאינה מושלמת על בקרת הקוונטים," פורסם ב-Physical Review Letters. המחקר עוסק בשאלות חשובות שקשורות להגבלות היסודיות של שעונים בחישוב קוונטי ומטפל ביסודות לחקירות נוספות למיטוב המדידה של זמן במערכות הקוונטיות.
The source of the article is from the blog procarsrl.com.ar