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量子寿命展宽导致的擦除额外成本

量子物理 2025-07-22 v1

摘要

信息擦除的能量成本由Landauer从根本上给出了下界,依据其环境温度:WkBTln2W\geq k_\mathrm{B} T \ln 2。然而,在实际电子器件中,信息承载系统通常与两个或多个电极相连,这些电极具有不同的温度和化学势。对于此类非平衡情况下的擦除成本尚不清楚。用于测试信息处理热力学极限的有前景技术是量子点,在该技术中,一个比特被编码在单个电子的存在或缺失中。我们在此发展了该类设备的热力学描述,并发现除了电极温度外,量子点的势差以及其能级寿命展宽也贡献于擦除的最低工作成本。在实际情境下,这些贡献可能显著超过仅由温度引起的成本。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.02546,
  title  = {Extra cost of erasure due to quantum lifetime broadening},
  author = {Joe Dunlop and Federico Cerisola and Juliette Monsel and Sofia Sevitz and Jorge Tabanera-Bravo and Jonathan Dexter and Federico Fedele and Natalia Ares and Janet Anders},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.02546},
  year   = {2025}
}

备注

6 pages plus 8-page supplemental material. 3 figures