有限时间内保证能量高效的比特重置
量子物理
2014-09-16 v2
摘要
Landauer原理指出，在温度为T的热浴存在下，重置一个比特至少需要消耗kTln2的功。kTln2这一界限是在非物理的无限时间极限下达到的。本文探讨在限定于有限时间协议的情况下可能达到的结果。我们解析地证明了在有限时间内以接近kTln2的功消耗重置一个比特是可能的。我们构造了一个实现此目标的显式协议，该协议涉及改变系统的哈密顿量以避免量子相干性，并进行热化。利用与单次统计力学相关的概念和技术，我们进一步发展了功消耗的极限，证明了所耗散的热量不仅在平均意义上接近最小可能值，而且在每次运行中都能以高置信度得到保证。此外，我们利用该协议设计了一个在有限时间内以接近卡诺效率工作的量子热机。
引用
@article{arxiv.1311.7612,
title = {Guaranteed energy-efficient bit reset in finite time},
author = {Cormac Browne and Andrew J. P. Garner and Oscar C. O. Dahlsten and Vlatko Vedral},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.7612},
year = {2014}
}
备注
5 pages + 5 page technical appendix. 5 figures. Author accepted version