Landauer 原理与计算的热力学
量子物理
2025-08-05 v2 统计力学
计算复杂性
形式语言与自动机理论
摘要
根据 Landauer 原理，任何逻辑不可逆的过程都伴随熵产生，这会导致环境中的热量散失。擦除信息是最主要的逻辑不可逆过程之一，其对环境散失的热量下界称为 Landauer 界限 (LB)。然而，实际的擦除过程散发的热量远高于 LB。最近，有少数实验研究试图达到该下界，涉及经典和量子域。同时，也有大量活动探讨该 LB 在有限时间、有限大小热浴、非马尔可夫和非平衡环境下的量子制度下，此时系统与浴之间的涨落和相关性无法被忽略。本文综述了近期在 Landauer 界限方面的最新进展，后者作为计算热力学中的基本原理。我们还提供了对未来工作的展望。此外，我们回顾了最近探索建立计算过程能量界限的 efforts。我们还讨论了错误纠正的热力学方面，这是信息处理和计算中必不可少的组成部分。为提供完整图景，我们简要讨论了这些领域的基础知识。
引用
@article{arxiv.2506.10876,
title = {Landauer Principle and Thermodynamics of Computation},
author = {Pritam Chattopadhyay and Avijit Misra and Tanmoy Pandit and Goutam Paul},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.10876},
year = {2025}
}