Предел скорости вычислений.

Существует теорема Марголуса—Левитина из квантовой механики, которая утверждает, что минимальное время, необходимое квантовой системе (квантовому компьютеру) для эволюции от одного состояния до ортогонального (например, смена направления спина с "вверх" на "вниз") равно h/4E, где h — постоянная Планка, а E — энергия системы.

Так как 1 кубит при декогеренции дает 1 бит информации, то можно сделать вывод, что максимальная скорость классических вычислений не может превышать 4E/h бит в секунду. Этот результат еще иногда называют пределом Ллойда. Если перейти к массе, то получим Ṅₘₐₓ = 4mc²/h ≈ 5.43 × 10⁵⁰ битовых операций в секунду на килограмм.

Ранее в посте об информационной механике я уже показывал, что кинетическая энергия физической системы соответствует вычислительной скорости над координатами вдоль траектории при движении в фазовом пространстве.

На картинке к посту представлено сравнение трех "компьютеров". Обычный ноутбук, 1 литр горячей плазмы и микроскопическая чёрная дыра массой в 1 кг. По расчетам физика Сета Ллойда (статья в первом комментарии) такая чёрная дыра способна выполнить примерно 10³² операций над 10¹⁶ битами информации за 10⁻¹⁹ с, пока полностью не испарится, а результат "вычислений" можно будет "прочитать" через излучение Хокинга.

#Пределы@entropians
#Инфофизика@entropians