La meccanica quantistica ha limiti di velocità fondamentali:limiti superiori alla velocità con cui i sistemi quantistici possono evolversi. Però, due gruppi che lavorano indipendentemente hanno pubblicato articoli che mostrano per la prima volta che i limiti di velocità quantistica hanno una controparte classica:i limiti di velocità classici. I risultati sono sorprendenti, poiché ricerche precedenti hanno suggerito che i limiti di velocità quantistica sono di natura puramente quantistica e svaniscono per i sistemi classici.

Entrambi i gruppi, uno composto da Brendan Shanahan e Adolfo del Campo dell'Università del Massachusetts insieme ad Aurelia Chenu e Norman Margolus al MIT, l'altro composto da Manaka Okuyama del Tokyo Institute of Technology e Masayuki Ohzeki della Tohoku University, hanno pubblicato articoli sui limiti di velocità classici in Lettere di revisione fisica .

Negli ultimi decenni, i fisici hanno studiato i limiti di velocità quantistica, che determinano il tempo minimo per il verificarsi di un dato processo in termini di fluttuazioni energetiche del processo. Un limite di velocità quantistico può quindi essere pensato come una relazione di incertezza tempo-energia. Sebbene questo concetto sia simile al principio di indeterminazione di Heisenberg, che mette in relazione le incertezze di posizione e momentum, il tempo è trattato in modo diverso nella meccanica quantistica (come parametro piuttosto che come osservabile).

Ancora, le somiglianze tra le due relazioni, insieme al fatto che il principio di indeterminazione di Heisenberg è un fenomeno strettamente quantistico, hanno a lungo suggerito che i limiti di velocità quantistica sono allo stesso modo strettamente quantistici e non hanno una controparte classica. L'unica limitazione nota alla velocità dei sistemi classici è che gli oggetti non possono viaggiare più velocemente della velocità della luce a causa della relatività speciale, ma questo non è correlato alla relazione energia-tempo nei limiti di velocità quantistici.

I nuovi documenti mostrano che esistono limiti di velocità basati su un compromesso tra energia e tempo per i sistemi classici, e infatti, che ci sono infiniti di questi limiti di velocità classici. I risultati dimostrano che i limiti di velocità quantistica non si basano su alcun fenomeno quantistico sottostante, ma invece sono una proprietà universale della descrizione di qualsiasi processo fisico, quantistica o classica.

"È davvero la nozione di informazione e distinguibilità che unifica i limiti di velocità sia nel dominio classico che in quello quantistico, "Detto del Campo Phys.org .

Poiché i limiti di velocità quantistica hanno potenziali applicazioni per comprendere i limiti ultimi dell'informatica quantistica, i nuovi risultati possono aiutare a determinare quali scenari possono beneficiare di un'accelerazione quantistica rispetto ai metodi classici.

"I limiti di velocità quantistica hanno molte applicazioni, dalla metrologia alla computazione quantistica, " ha detto del Campo. "È emozionante immaginare le implicazioni dei limiti di velocità classici che abbiamo derivato".

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