探索能量等价内禀输出下逻辑随机共振的熵不对称性

小尺度系统本质上受到环境噪声的影响，这些噪声可以被建设性地利用来实现可靠的逻辑运算——这一现象被称为逻辑随机共振（LSR），其中双稳态系统在最优噪声强度窗口内产生正确的逻辑输出。由双阱势内适当输入控制的布朗动力学模拟了双稳态系统，模仿了逻辑运算。该势的两个阱代表两个不同的逻辑输出态0和1。已知该势的不对称性对于提高逻辑可靠性至关重要。然而，先前的研究集中在能量不对称性上，其特征是势的两个阱深度不等。这留下了势中宽度不对称性的作用未被探索。后一类不对称性源于势的两个阱宽度不同。它可以被归类为两个逻辑输出态之间的熵不对称性。在这里，我们系统地研究了系统中宽度或熵不对称性对OR和AND门运算逻辑响应的影响。与能量不对称性不同，宽度不对称性保持了两个内禀逻辑输出态的能量等价性，使其成为一种几何效应。我们发现，增加宽度不对称性持续提高最优P(logic)，即衡量成功逻辑结果的量化指标。此外，当它与能量偏置结合时，与对称情况相比，在显著降低的能量成本下产生可靠的逻辑门运算。这种能量偏置的需求也随着势中宽度不对称程度的增加而逐渐减少。