一项由英国牛津大学量子资讯组领导的国际研究团队于11月14日发表在权威期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）上的最新研究揭示，量子时钟（Quantum Clock）读取（测量）过程所需的能量，竟比时钟本身运行所消耗的能量高出达十亿倍。此发现暴露了量子技术实用化中一项之前未充分认识的能源挑战。
研究团队构建了一个微型量子时钟，系统由两个电子在不同区域间跳跃形成时钟滴答信号。团队关注跳跃过程发生的微小电流与无线电波变化，并将量子资讯转换为经典数据以进行时间记录。结果显示，用于观测这些跳跃状态的能量消耗，远超过量子时钟本体维持运行所需，甚至高出数十亿倍。研究指出，这是因测量过程中产生的熵远超本体运行的熵，挑战了量子测量本质的传统假设。
（Source：英国牛津大学）
英国牛津大学物理学家娜塔莉亚·阿雷斯（Natalia Ares）表示：“量子时钟运行本质上能以极小的能量维持，但读取时钟所需要的测量过程，却产生了前所未见的能量开销。”
量子力学中，时间的概念极其微妙且复杂。尽管时间对单一微观量子系统影响甚微，但量子技术的实际应用，例如量子传感器与高精度导航系统，仍依赖极为稳定精确的时间基准，对能量效率的需求日益提升。
值得一提的是，瑞典查尔摩斯工学院（Chalmers University of Technology）的研究团队正致力于开发基于“相干量子传输”（coherent quantum transport）的新型量子时钟，其理论模型与原型设备均显示，有望降低记时过程中的能量消耗与熵产生，为未来量子设备设计提供一个突破口。
此研究促使科研界重新思考量子观测与时间方向性之间的本质关系，也凸显了量子技术商用前在能量效率上的重大挑战，对新一代量子计算、通信和传感器的发展具有深远意义。
（首图来源：AI生成）
