科学家们计算出电子学的绝对量子速度极限-

随着技术的不断发展，人们通常都会觉得电子设备的速度会越来越快，但在某种程度上，物理定律会阻止这种情况的发生。现在，科学家们已经计算出了微芯片的终极速度极限 —— 在这个极限点上，量子力学阻止了微芯片变得更快。

众所周知，没有什么比光移动得更快，这对电子来说也是如此 —— 用光来控制电力的系统，即光电子学，是最快的设备。在这项新研究中，来自维也纳工业大学、格拉茨工业大学和马克斯·普朗克量子光学研究所的研究人员已经确定了光电子学可能达到的速度上限。

研究组利用半导体材料和激光进行了实验。半导体被超短激光脉冲击中，将材料中的电子转移到更高的能量状态，使它们可以自由移动。然后，一秒钟稍长的激光脉冲将它们发射到一个特定的方向，产生电流。

上图：图中显示了超短激光脉冲(蓝色)是如何给予半导体中的电子能量，然后第二束激光脉冲(红色)将它们发射到特定的方向以产生电流。

利用这项技术，以及复杂的计算机模拟，该团队用越来越短的激光脉冲来开发半导体。但在某一时刻，这个过程开始与海森堡的不确定原理发生冲突 —— 这是一个奇怪的量子怪论，你测量一个粒子的一个特性越精确，你就越不能确定另一个特性。

在这种情况下，使用更短的激光脉冲意味着观察者可以准确地知道电子何时获得能量，但这是以不确定它们获得的能量量为代价的。这是电子设备的一个主要问题，因为不知道电子的确切能量，意味着它们不能被精确地控制。

由此，该团队计算出光电系统可能达到的速度的绝对上限 —— 1 拍赫兹（Petahertz / PHz），也就是100 万千兆赫兹。这是一个硬极限，一个无法绕开的限制，因为这个障碍已经融入了量子物理定律。

当然，无论如何，我们都不太可能真的需要直接担心这个问题。该团队说，在光电设备达到PHz的领域之前，其他的技术障碍将会出现。但是，理解硬限制可以帮助开发更好的电子产品。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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