マーゴラス＝レヴィンチンの定理

マーゴラス＝レヴィンチンの定理（マーゴラス＝レヴィンチンのていり、Margolus–Levitin theorem）は、量子計算（厳密には計算の全ての形態）の根源的な限界を与える。この定理によると、量子コンピュータの処理速度は一秒あたりエネルギーのジュールあたり6 × 10³³ 演算を越えることはできない。この定理は、マーゴラス (en) およびレヴィンチン (en) により見いだされた。

エネルギーEの量子系は、ある状態からその直交状態へ遷移するのに少なくとも${\frac {h}{4E}}$の時間を要する。ここでh = 6.626 × 10⁻³⁴ joules/hertz はプランク定数である。

この定理は、量子計算以外の分野でも興味深いものである。例えば、それはホログラフィック原理、デジタル物理学、シミュレーテッドリアリティ、数学的宇宙仮説、および汎計算主義と関連している。

参考文献

• Norman Margolus, Lev B. Levitin (1998), “The maximum speed of dynamical evolution”, Physica D 120: 188–195, arXiv:quant-ph/9710043, Bibcode: 1998PhyD..120..188M, doi:10.1016/S0167-2789(98)00054-2 
• Seth Lloyd and Y. Jack Ng, "Black Hole Computers," Scientific American (November, 2004), pp. 53–61.
• A 2002 MIT presentation on the quantum speed limit MURI2002_Lloydrevised.pdf (PDF)

関連項目

• ムーアの法則
• ランダウアーの原理