Kvantedatamaskiner gir løfter om å utføre komplekse beregninger med en enestående hastighet. Imidlertid har nylig forskning kastet lys over en grunnleggende begrensning i kvantedatamaskiner – kvaliteten til klokken som brukes til tidsmåling. Klokker i kvantedatamaskiner må oppnå både høy oppløsning og presisjon, men det har blitt oppdaget at det er umulig å oppnå perfekt oppløsning og presisjon samtidig på grunn av den begrensede energien og entropi-generasjonen til klokkene.
For å manipulere kvantetilstander i en kvantedatamaskin, kreves presise tidsmålinger. Klokker brukes til å endre tilstanden til kvantefysiske systemer, som individuelle atomer, ved å utsette dem for spesifikke krefter i en bestemt varighet. Nøyaktigheten til klokken er avgjørende for å sikre at kvantedatabehandlingsoperasjoner leverer riktige resultater.
Utfordringen ligger i egenskapene til klokker – deres presisjon og tidsoppløsning. Tidsoppløsning refererer til de minste målbare tidsintervallene, mens presisjon indikerer nivået av unøyaktighet med hvert tick av klokken. Forslaget har funnet ut at ingen klokke kan ha uendelig energi eller generere uendelig entropi, og det er derfor umulig å oppnå perfekt oppløsning og presisjon samtidig. Denne begrensningen begrenser mulighetene til kvantedatamaskiner.
Mens perfekte aritmetiske operasjoner er oppnåelige i vår klassiske verden, introduserer kvantefysikk kompleksiteter. Å endre en kvantetilstand i en kvantedatamaskin tilsvarer en rotasjon i høyere dimensjoner. For at ønsket tilstand skal oppnås, må rotasjonen påføres i en bestemt tidsperiode. Avvik fra denne presise timingen kan resultere i feil resultat.
Tidsmåling er intrinsisk knyttet til entropi i fysiske systemer. Entropi øker over tid, og fører til større uorden. Hver tidsmåling er assosiert med en økning i entropi, ettersom energi blir konvertert til varme og lyd. Forslaget har utviklet en matematisk modell som demonstrerer en avveining mellom tidsoppløsning og presisjon for hvilken som helst klokke. Å jobbe raskt og jobbe presist kan ikke oppnås samtidig.
Disse funnene setter en naturlig grense for hastighet og pålitelighet til kvantedatamaskiner. Mens nåværende begrensninger i kvantedatamaskiner tilskrives andre faktorer, som komponentpresisjon eller elektromagnetiske felt, antyder denne forskningen at tidsmåling vil spille en avgjørende rolle i fremtiden. Ettersom kvanteteknologi fortsetter å utvikle seg, vil det være avgjørende å takle utfordringen med ikke-optimal tidsmåling.
Studien, med tittelen «Innflytelse av ufullkommen tidsmåling på kvantekontroll», ble publisert i Physical Review Letters. Den reiser viktige spørsmål om de grunnleggende begrensningene til klokker i kvantedatamaskiner og legger grunnlaget for videre undersøkelser av optimalisering av tidsmåling i kvantesystemer.
The source of the article is from the blog kewauneecomet.com