La mecánica cuántica tiene límites de velocidad fundamentales:límites superiores a la velocidad a la que pueden evolucionar los sistemas cuánticos. Sin embargo, dos grupos que trabajan de forma independiente han publicado artículos que muestran por primera vez que los límites de velocidad cuántica tienen una contraparte clásica:los límites de velocidad clásicos. Los resultados son sorprendentes, ya que investigaciones anteriores han sugerido que los límites de velocidad cuántica son de naturaleza puramente cuántica y desaparecen para los sistemas clásicos.

Ambos grupos, uno formado por Brendan Shanahan y Adolfo del Campo en la Universidad de Massachusetts junto con Aurelia Chenu y Norman Margolus en MIT, el otro compuesto por Manaka Okuyama del Instituto de Tecnología de Tokio y Masayuki Ohzeki en la Universidad de Tohoku, han publicado artículos sobre límites de velocidad clásicos en Cartas de revisión física .

Durante las últimas décadas, Los físicos han estado investigando límites de velocidad cuánticos, que determinan el tiempo mínimo para que ocurra un proceso dado en términos de las fluctuaciones de energía del proceso. Entonces, un límite de velocidad cuántica puede pensarse como una relación de incertidumbre entre el tiempo y la energía. Aunque este concepto es similar al principio de incertidumbre de Heisenberg, que relaciona las incertidumbres de posición e impulso, el tiempo se trata de manera diferente en la mecánica cuántica (como un parámetro en lugar de un observable).

Todavía, las similitudes entre las dos relaciones, junto con el hecho de que el principio de incertidumbre de Heisenberg es un fenómeno estrictamente cuántico, Durante mucho tiempo han sugerido que los límites de velocidad cuántica son igualmente estrictamente cuánticos y no tienen una contraparte clásica. La única limitación conocida sobre la velocidad de los sistemas clásicos es que los objetos pueden no viajar más rápido que la velocidad de la luz debido a la relatividad especial. pero esto no está relacionado con la relación energía-tiempo en los límites de velocidad cuántica.

Los nuevos artículos muestran que los límites de velocidad basados ​​en una compensación entre energía y tiempo existen para los sistemas clásicos, y de hecho, que hay infinitos de estos límites de velocidad clásicos. Los resultados demuestran que los límites de velocidad cuántica no se basan en ningún fenómeno cuántico subyacente, sino que son una propiedad universal de la descripción de cualquier proceso físico, ya sea cuántica o clásica.

"Es realmente la noción de información y la capacidad de distinguir la que unifica los límites de velocidad tanto en el dominio clásico como en el cuántico, "dijo del Campo Phys.org .

Dado que los límites de velocidad cuántica tienen aplicaciones potenciales para comprender los límites últimos de la computación cuántica, Los nuevos resultados pueden ayudar a determinar qué escenarios pueden beneficiarse de una aceleración cuántica en comparación con los métodos clásicos.

"Los límites de velocidad cuántica tienen muchas aplicaciones, desde la metrología hasta la computación cuántica, ", dijo del Campo." Es emocionante imaginar las implicaciones de los límites de velocidad clásicos que hemos derivado ".

© 2018 Phys.org