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Desafiando os limites da física e impactando o futuro da computação quântica, este estudo revela um compromisso nos dispositivos de cronometragem que pode estabelecer um limite rígido no desempenho dos computadores quânticos em larga escala.
Os computadores quânticos utilizam um conjunto de princípios para alcançar o que nenhum outro computador pode. No reino quântico, a física opera de maneira muito diferente daquela dos computadores que usamos hoje. Nesta escala, os bits de informação, chamados qubits, podem estar simultaneamente nos valores 0 e 1. Esses qubits só precisam decidir um valor quando medidos, um estado conhecido como superposição, que pode ser pensado como o “bit de Schrodinger“.
Medições e precisões
Isso aumenta exponencialmente o número de configurações que um conjunto de qubits pode ter, e o número continua crescendo à medida que mais qubits são adicionados. A medição do tempo, um aspecto essencial da computação quântica, está intrinsecamente ligada à entropia, que é a medida da desordem em um sistema. À medida que a entropia aumenta, um sistema se torna mais desordenado, marcando a passagem do tempo.
A precisão e a resolução de um relógio são suas duas propriedades fundamentais, a precisão indica a exatidão de cada tique, enquanto a resolução se refere aos menores intervalos de tempo mensuráveis. No entanto, nenhum relógio pode alcançar precisão e resolução perfeitas simultaneamente devido à energia finita disponível para ele. Esta limitação estabelece um limite fundamental para os computadores quânticos.
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A computação quântica depende da manipulação de estados quânticos dentro de um período de tempo específico
Esses estados são alterados expondo-os a forças precisas por durações exatas. A precisão dessas operações é crucial para o funcionamento correto dos computadores quânticos. No entanto, as limitações inerentes na medição do tempo representam um desafio significativo.
Os resultados da equipe de pesquisa destacam um compromisso entre a velocidade e a precisão de um relógio. Um relógio pode operar rapidamente ou com alta precisão, mas não ambos. Este compromisso é resultado da energia finita disponível para o relógio, limitando sua capacidade de alcançar alta resolução e precisão.
A busca pela cronometragem perfeita e o avanço da computação quântica estão entrelaçados com os limites fundamentais da física. O compromisso entre precisão e resolução na medição do tempo estabelece um limite para as capacidades dos computadores quânticos.
Para nós leigos e meros mortais, fica difícil distinguir um computador quântico, o canal Ciência Todo Dia, criou um documentário sobre a ‘definição’, vale a pena conferir.
À medida que a tecnologia avança, podemos ter que lidar com essas limitaçõe
Esta pesquisa, publicada na Physical Review Letters, não apenas desafia nossa compreensão do tempo e da computação quântica, mas também nos convida a explorar as profundezas da física e suas restrições sobre nossas aspirações da tecnologia.
A descoberta é um lembrete de que, embora os computadores quânticos ofereçam possibilidades revolucionárias, eles ainda estão sujeitos às leis fundamentais da física. Este equilíbrio entre velocidade e precisão pode ser crucial para o desenvolvimento futuro de computadores quânticos e para a nossa compreensão mais ampla do universo quântico. À medida que continuamos a explorar os limites da computação quântica, essas descobertas podem abrir caminho para novas abordagens e soluções inovadoras.
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