Kvantehastighedsgrænser er faktisk ikke kvante

Kvantemekanik har grundlæggende hastighedsgrænser - øvre grænser for den hastighed, hvormed kvantesystemer kan udvikle sig. Imidlertid, to grupper, der arbejder uafhængigt, har udgivet artikler, der for første gang viser, at kvantehastighedsgrænser har en klassisk modstykke:klassiske hastighedsgrænser. Resultaterne er overraskende, som tidligere forskning har antydet, at kvantehastighedsgrænser rent kvante er i naturen og forsvinder for klassiske systemer.

Begge grupper - en bestående af Brendan Shanahan og Adolfo del Campo ved University of Massachusetts sammen med Aurelia Chenu og Norman Margolus på MIT, den anden sammensat af Manaka Okuyama fra Tokyo Institute of Technology og Masayuki Ohzeki ved Tohoku University - har udgivet artikler om klassiske hastighedsgrænser i Fysisk gennemgangsbreve .

I løbet af de sidste årtier har fysikere har undersøgt kvantehastighedsgrænser, som bestemmer minimumstiden for en given proces til at forekomme i form af procesens energisvingninger. En kvantehastighedsgrænse kan derefter opfattes som et forhold mellem tid og energi. Selvom dette koncept ligner Heisenbergs usikkerhedsprincip, som relaterer position og momentum usikkerhed, tid behandles forskelligt i kvantemekanikken (som en parameter frem for en observerbar).

Stadig, lighederne mellem de to relationer, sammen med det faktum, at Heisenbergs usikkerhedsprincip er et strengt kvantefænomen, har længe antydet, at kvantehastighedsgrænser ligeledes er strengt kvante og ikke har noget klassisk modstykke. Den eneste kendte begrænsning af klassiske systemers hastighed er, at objekter ikke må rejse hurtigere end lysets hastighed på grund af særlig relativitet, men dette er ikke relateret til forholdet mellem energi og tid i kvantehastighedsgrænser.

De nye papirer viser, at der findes klassiske systemer hastighedsgrænser baseret på en afvejning mellem energi og tid, og faktisk, at der er uendeligt mange af disse klassiske hastighedsgrænser. Resultaterne viser, at kvantehastighedsgrænser ikke er baseret på underliggende kvantefænomener, men i stedet er en universel egenskab ved beskrivelsen af ​​enhver fysisk proces, hvad enten det er kvantisk eller klassisk.

"Det er virkelig begrebet information og sondring, der forener hastighedsgrænser i både de klassiske og kvanteområder, "fortalte del Campo Phys.org .

Da kvantehastighedsgrænser har potentielle anvendelser til at forstå de ultimative grænser for kvanteberegning, de nye resultater kan være med til at afgøre, hvilke scenarier der kan have gavn af en kvantehastighed i forhold til klassiske metoder.

"Kvantehastighedsgrænser har mange applikationer, lige fra metrologi til kvanteberegning, "del Campo sagde." Det er spændende at forestille sig konsekvenserne af de klassiske hastighedsgrænser, vi har udledt. "

© 2018 Phys.org