科学进步迈向量子计算到目前为止，未来已经涉及很多不同的突破在许多不同（但相关）的领域，现在有一个新的领域需要报道：发现了关键的量子速度极限。
这项最新研究回答了一个基本问题——量子过程能有多快？这是一条有用的信息，可以帮助您了解您是否想要构建一个或量子网络，因为它告诉您系统固有的一些限制。
值得庆幸的是，对于我们这些不是量子物理学家的人来说，这项新研究背后的团队提供了一个更容易理解的类比，其中涉及一个熟练的服务员端着一盘饮料跑来跑去。服务员要多快才能分发完所有饮料而不洒出任何液体？
事实证明，答案是在某些点小心地加速和减速，在需要时倾斜液体玻璃杯以避免溢出——只有在这里，科学家们使用冷却的铯原子代替香槟，并使用两束激光创建的光阱作为“饮料托盘”。
这样的陷阱——称为光学晶格- 当两束激光束精确地指向彼此时形成（物理学家称之为反向传播），从而产生形状像一堆峰和谷的明确干涉。
为了运输，原子被放入这些山谷中，二维晶格开始运动，就像传送带一样。研究的目的是弄清楚在不破坏原子的情况下该装置可以移动多快。
“我们将原子加载到这些山谷之一中，然后让驻波运动——这取代了山谷本身的位置，”物理学家安德里亚·阿尔贝蒂说，来自德国波恩大学。
“可以这么说，我们的目标是在尽可能短的时间内将原子运送到目标位置，而不会使其溢出山谷。”
该设置解决了将量子信息从一个地方完好无损地传输到另一个地方的物理限制。尽快移动它有助于防止外部干扰，但移动得太快，关键数据可能会丢失（换句话说，你最终会在地板上留下香槟）。
科学家发现，需要仔细校准加速和减速才能达到传输量子数据的最佳总体速度限制，而不是始终坚持恒定速度。
这是第一次以这种方式测量更复杂的传输——系统需要在整个过程中经历几个量子态。更简单状态的量子速度限制有已经成立。
以发现它的物理学家的名字命名的更简单态的曼德尔斯塔姆-塔姆极限并不适用于此。不过，它所做的只是为研究人员提供了一个起点：能量不确定性（“自由”粒子如何在能量状态之间移动）对于最大传输速度至关重要。
对于更远距离的更复杂的场景，能量不确定性与粒子必须穿过的中间状态的数量一起发挥作用，以成功地到达目的地而不受干扰。最终，更复杂的量子系统具有更低的速度限制。
现在我们知道了原子在不失去其原始状态的情况下从一个地方移动到另一个地方的最快速度——在这项研究中，在 0.5 微米的距离上为每秒 17 毫米——我们知道我们能够以多快的速度在量子计算机系统内推动类似的转移。
量子态的主要问题之一是它们的脆弱性或相干时间短——它们可以保持稳定多长时间。这项新研究让我们更进一步了解如何充分利用这段时间。
“我们的研究揭示了我们在相干时间内可以执行的最大操作数，”阿尔贝蒂说。 “这使得充分利用它成为可能。”
该研究发表于物理评论X。
