華盛頓（ISNS） - 隨著計算機的速度經常看到其處理速度的急劇提高，似乎不久之後的機器變得無限快，除了它們不能。一對物理學家表明，計算機的速度限制與光速一樣牢固。如果處理器像過去一樣繼續加速，我們將在不到一個世紀的時間內撞到更快的加工牆壁。
英特爾聯合創始人戈登·摩爾（Gordon Moore）預測，40年前，製造商可以通過在芯片上塞入千篇一律的晶體管每兩年左右一次計算速度。他的預測被稱為摩爾的法律，並且在整個計算機的演變中都實現了 - 當今最快的處理器擊敗了一個十歲的競爭對手約30倍。
如果要繼續縮小組件，物理學家必須最終將信息位編碼到越來越小的顆粒上。在微電源世界中，較小的含義更快，但是馬薩諸塞州波士頓大學的物理學家Lev Levitin和Tommaso Toffoli在計算機上都限制了計算速度限制，無論組件的較小。
Levitin說：“如果我們相信摩爾的法律……那麼要達到這一量子限制將花費大約75到80年。”
Levitin說：“沒有系統可以克服該限制。它不取決於系統的物理性質或如何實現，您用於計算的算法……任何選擇硬件和軟件的選擇。” “這種界限構成了自然的絕對定律，就像光速一樣。”
劍橋馬薩諸塞州理工學院電氣工程和計算機科學助理教授斯科特·亞倫森（Scott Aaronson）認為，艾維汀（Levitin）的估計值為75年非常樂觀。他說，摩爾的法律可能不會超過20年。
在1980年代初期，Levitin挑出了量子基本操作，這是量子計算機可以執行的最基本任務。在今天發表在《物理評論信》雜誌上的論文中，Levitin和Toffoli提出了這一基本操作所花費的最小時間的方程式。這為所有可能的計算機建立了速度限制。 Levitin和Toffoli使用它們的方程式計算得出，對於每個能量單位，一台完美的量子計算機每秒都比今天最快的處理器多了十四次操作。
Levitin解釋說：“嘗試建立一個基本限制非常重要 - 我們可以使用這些資源走多遠。”
物理學家指出，隨著我們接近這一限制，技術障礙可能會減慢摩爾的定律。量子計算機與電腦不同，無法處理“噪聲” - 電線中的扭結或溫度變化會造成破壞。克服這種弱點以使量子計算成為現實將需要時間和更多的研究。
隨著計算機組件越來越緊密，公司發現，新的處理器越來越快，越來越快。因此，二人組和四核加工的最新趨勢；製造商並沒有構建更快的處理器，而是將它們串聯放置，以在計算速度上升時保持熱量水平。需要通過大量計算進行攪動的科學家可能有一天會轉向冷卻的計算機，從而使溫度非常嚴重。但是，即使採用了這些巧妙的策略，Levitin和Toffoli說，也沒有超越基本速度限制。
亞倫森（Aaronson）稱這種極限存在很美。
他說：“從理論家的角度來看，很高興知道存在基本限制，這是絕對的上限。” “您可能會說，我們無法構建無限快速的計算機令人失望，但是作為世界的圖片，如果您具有物理理論可以無限快速的計算，那麼該理論可能會有一個問題。”
本文由Inside Science News Service提供，該新聞服務得到了美國物理研究所的支持。
