最优非平衡控制的几何方法：在纳米磁自旋系统中最小化耗散
统计力学
2017-02-01 v1
摘要
随着技术工具接近热力学确定的效率极限，纳米磁体的最优控制已成为自旋电子学领域的一个紧迫问题。在诸如纳米磁比特这样的复杂涨落系统中，寻找最优协议具有挑战性，需要关于受控系统动力学涨落的详细信息。我们给出了一个度量张量的新的、物理上透明的推导，该张量下协议的长度与其耗散成正比。这一视角通过用几何语言重述非平衡优化问题，简化了这些问题。然后我们描述了一种数值方法，即几何最小作用量方法的一个实例，其即使在控制参数数量很大时也能计算测地线。我们将这些方法应用于两种纳米磁比特模型：由两种正交磁场控制的单磁自旋的简单Landau-Lifshitz-Gilbert描述，以及场受空间控制的二维Ising模型。这些计算揭示了用于比特擦除和翻转的非平凡协议，为超低功耗计算提供了重要的、可在实验中验证的预测。
引用
@article{arxiv.1607.07425,
title = {A geometric approach to optimal nonequilibrium control: Minimizing dissipation in nanomagnetic spin systems},
author = {Grant M. Rotskoff and Gavin E. Crooks and Eric Vanden-Eijnden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.07425},
year = {2017}
}
备注
9 pages, 2 figures