Question

现代计算机是否有速度限制？

Answer 1

现代处理器似乎可以永远改进，但实际上这是物理定律所决定的。

任何计算机都有限制。科学家发现，光电子器件的能力受到量子物理学本身的限制。

众所周知，没有什么东西比光更快，对于使用光来控制电荷运动的电子系统来说，这一教条也是如此。这种系统被称为光电系统，在数据传输方面是最快的。而在一项新的研究中，来自普朗克量子光学研究所的科学家们确定了这种系统可以达到的速度上限。

为此，作者利用半导体材料和激光器进行了实验。在这些过程中，半导体受到超短激光脉冲的轰击，将材料中的电子转化为更高的能量状态，将它们从原子中 "击出"，并允许它们在结构内自由移动。然后，第二个稍长的激光脉冲将粒子送往某个方向，从而产生了电流。

使用这种技术以及复杂的计算机模拟，该团队用越来越短的激光脉冲击中半导体。在某个时候，这个过程开始与海森堡的不确定性原理——量子定律相冲突，根据量子定律，不可能同样准确地测量粒子的动量及其在特定时间在空间中的位置。

在这种情况下，使用较短的激光脉冲意味着观察者可以准确地知道电子何时接受能量，但这种能量的数量仍然不确定。而这对电子设备来说是一个严重的问题，因为不知道电子的确切能量就不可能控制它们。

考虑到这一点，该小组计算出了光电系统速度的绝对上限——1 petahertz，即100万千赫兹（1015 Hz）。这是一个无法绕过的硬性限制，因为这个障碍已经嵌入了量子物理学的规律之中。