¿Qué limita el tamaño físico de los condensadores e inductores que se vuelven realmente pequeños?

¡Física (entre otras cosas)!

Si desea reducir el tamaño físico de un capacitor, manteniendo la capacitancia igual, alguna otra propiedad debe aumentar, ya que en cada capacitancia, la dimensión real sí importa para el tamaño de la capacitancia. En este caso, necesitaría aumentar la permitividad relativa del material dieléctrico. Como se trata de una constante material, no puede aumentarla arbitrariamente.

Otro efecto digno de mención es que tendrá un voltaje de ruptura reducido , por lo que reducir el tamaño también conducirá a una capacidad de manejo de voltaje reducida del capacitor, lo que probablemente no sea deseado.

En el lado de los inductores tienes efectos similares. La contracción del cable conducirá a una mayor resistencia óhmica del inductor, lo que generalmente no es deseado (inductor menos óptimo). Ya puede ver eso si busca un inductor con la misma inductancia pero de diferentes tamaños.

Los cables pequeños también tendrán un problema con la corriente que se supone que deben transportar, ya que existe un límite en la densidad de corriente que puede manejar un material.

Otro factor importante es la saturación magnética del núcleo, que también limitará el tamaño del núcleo para una inductancia dada.

Por supuesto, hay cosas prácticas como la producción y el manejo a tener en cuenta y probablemente puedas encontrar algunas cosas más que causen problemas. Estos me vinieron primero a la mente. También tenga en cuenta que vi esto desde una perspectiva de ingeniería, si elige un valor muy minúsculo para C o L, sus tamaños podrían volverse muy pequeños, supongo. Si está buscando límites en esas regiones, supongo que Physics SE sería un mejor lugar para preguntar.

Los inductores y capacitores se definen en un modelo de la naturaleza donde la materia es continua. En realidad, la naturaleza parece estar cuantizada. Por supuesto, el tamaño de la cuantización es tan pequeño que esencialmente parece continuo en nuestra escala de longitud. Sin embargo, si tuviera que construir un capacitor en la escala de, digamos, 1000 átomos o menos, esta cuantización se volvería mucho más significativa físicamente y toda la teoría de capacitores e inductores se desmoronaría por completo. Tengo entendido que esto pone un límite inferior en el tamaño de un transistor clásico, y eso en última instancia causará el fin de la Ley de Moore (a menos que podamos / hayamos descubierto (d) cómo hacer transistores cuánticos).

Editar: no sé lo que estaba pensando. Tenemos transistores cuánticos. Son simplemente estados cuánticos de un electrón/átomo/fotón, etc. (ver qubit). Sin embargo, este tipo de computación es bastante diferente a la computación clásica.