量子速度極限實際上並不僅局限於量子層面

量子力學有基本的速度極限——在量子系統演化的速率上有上限。然而，兩個獨立開展研究的小組首次發表論文稱，量子速度極限同樣存在於經典世界中：經典速度極限。這一結果相當令人驚訝，因為之前的研究表明量子速度極限是純量子性質的，對於經典系統而言是不存在的。

兩個研究小組都在《物理評論快報》上發表了關於經典速度極限的論文。其中一個小組是由馬塞諸塞大學的Brendan Shanahan和Adolfo del Campo以及來自麻省理工學院的Aurelia Chenu和Norman Margolus四位研究人員組成；另外一個小組是由來自東京理工大學的Manaka Okuyama和日本東北大學的Masayuki Ohzeki兩位學者組成。

在過去的幾十年里，物理學家一直在研究量子速度極限。就過程中的能量波動而言，它決定了這一過程產生所需的最小時間。量子速度極限可以被看作是時間與能量不確定性之間的關係。雖然這一概念與海森堡的不確定性原理(關係到位置和動量的不確定性)類似，但在量子力學中時間被區別對待(作為參數而不是可觀測的量)。

儘管如此，這兩種關係的相似性，以及作為嚴格量子現象的海森堡的不確定性原理，一直以來都認為量子速度極限同樣是嚴格的量子屬性，在經典世界中是沒有的。唯一已知的經典系統的速度極限是根據狹義相對論，物體的傳播速度無法超越光速，但這與量子速度極限中的能量時間關係並不相關。

新的論文表明，基於能量和時間之間的平衡速度極限確實存在於經典系統中，並且事實上，這些經典的速度極限是相當多的。研究結果表明，量子速度極限不是基於任何潛在的量子現象，而是對任何一種物理過程進行描述的普遍屬性，無論是量子的還是經典的。

del Campo在採訪中還表示：「這才是信息和可區分性的真正概念，它統一了經典和量子領域的速度極限。」

由於量子速度極限可被用於理解量子計算的最終極限，因而這項新的研究結果可能有助於幫助人們發現，相較於傳統方法而言，哪些場景可以從量子加速中獲益。

del Campo最後說道：「量子速度極限有很多應用，比如從計量學到量子計算，想像一下我們推導出的經典速度極限的影響會是多麼令人興奮！」

本文由量子計算最前沿基於相關資料原創編譯，轉載請聯繫本公眾號獲得授權。

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