27 Nov Madrid (EUROPA PRESS) – Científicos de la Universidad Técnica de Viena (TU Wien) han demostrado que no existen relojes que tengan una resolución y precisión perfectas al mismo tiempo.
Científicos de la Universidad Técnica de Viena (TU Wien) han demostrado que es imposible tener una resolución y precisión perfectas al mismo tiempo, ya que no existe ningún reloj con energía disponible infinita.
Esto pone un límite fundamental al potencial de los ordenadores cuánticos, según un artículo publicado en Physical Review Letters.
En el mundo clásico, las operaciones aritméticas perfectas no son un problema. Por ejemplo, existen ábacos en los que se empujan cuentas de madera de un lado a otro a través de un palo. Las cuentas de madera tienen un estado definido, cada una está en un lugar muy concreto, y si no se hace nada, las cuentas se quedan exactamente donde estaban.
El hecho de que las cuentas se muevan rápida o lentamente no afecta al resultado. En la física cuántica, sin embargo, es más complicado.
Matemáticamente hablando, cambiar el estado cuántico en un ordenador cuántico equivale a una rotación en una dimensión superior, explica en un comunicado Jake Schueleb, del Instituto Atómico de la Universidad Tecnológica de Viena, en el equipo de Markus Huber como autor principal del estudio. Para alcanzar el estado final deseado, es necesario añadir rotación durante un tiempo determinado. De lo contrario, la rotación es demasiado corta o demasiado lejana.
Markus Huber y su equipo investigaron en general las leyes que deberían aplicarse siempre a todos los relojes concebibles. La medición del tiempo siempre está relacionada con la entropía, explica Markus Huber. En todos los sistemas físicos cerrados, la entropía aumenta y se vuelve cada vez más desordenada. El futuro es donde la entropía es mayor y el pasado es donde la entropía es aún menor.
Por ejemplo, un reloj de pulsera necesita una pila, cuya energía acaba convirtiéndose en calor por fricción y el mecanismo del reloj emite un tic-tac. Si este proceso produce un estado bastante ordenado, la pila producirá un estado bastante desordenado de radiación de calor y sonido.
Sobre esta base, el equipo de investigación pudo crear un modelo matemático que debe seguir esencialmente cualquier reloj imaginable. Florian Meyer, autor principal del segundo artículo, ya disponible en el servidor de preimpresiones arXiv, afirma: «Existe un equilibrio entre la resolución temporal y la precisión con respecto al aumento de la entropía. En otras palabras, un reloj puede funcionar rápido o con precisión, y es imposible lograr ambas cosas al mismo tiempo.
La resolución y la precisión que pueden alcanzarse con un reloj limitan la velocidad y la fiabilidad que pueden lograrse con un ordenador cuántico. De momento, esto no es un problema, afirma Huber.
En la actualidad, la precisión de los ordenadores cuánticos sigue estando limitada por otros factores, como la precisión de los componentes utilizados y el campo electromagnético. Sin embargo, nuestros cálculos muestran que hoy en día no estamos tan lejos de la zona en la que los límites fundamentales de la medición del tiempo desempeñan un papel decisivo.
Por lo tanto, a medida que las tecnologías de procesamiento cuántico de la información sigan mejorando, se enfrentarán inevitablemente a problemas de medición del tiempo subóptimos.
