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妖动力学:确定性混沌、西拉德映射与热力学系统的智能

统计力学 2016-05-18 v1

摘要

我们引入一个确定性混沌系统——西拉德映射(Szilard Map)——其封装了麦克斯韦妖从热库中抽取功的测量、控制与擦除协议。在我们的构造中通过动力学实现来实施妖的控制函数,对称化了妖与热力学系统,从而可探究其功能并恢复由于测量和由于擦除所引起的耗散热力学代价之间的基本权衡。该映射的混沌程度——由 Kolmogorov-Sinai 熵刻画——即从热浴抽取能量的速率。此外,引擎的统计复杂性量化了其运行所需的最小系统记忆。以此方式,控制协议中的动力学不稳定性在智能热力学系统中扮演了本质且建设性的角色。

关键词

引用

@article{arxiv.1506.04327,
  title  = {Demon Dynamics: Deterministic Chaos, the Szilard Map, and the Intelligence of Thermodynamic Systems},
  author = {Alexander B. Boyd and James P. Crutchfield},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1506.04327},
  year   = {2016}
}

备注

5 pages, 3 figures, supplementary materials; http://csc.ucdavis.edu/~cmg/compmech/pubs/dds.htm