纯化 Szilard 引擎的不可逆代价：能否用量子均匀器执行擦除？
量子物理
2022-11-30 v1
摘要
擦除对信息处理至关重要。它也是连接信息论与热力学的关键，因为擦除是一项逻辑上不可逆的任务。我们对这一联系提供了新视角，指出擦除可能存在未被 Landauer 原理等标准结果所涵盖的额外代价。为阐明此点，我们采用基于构造者理论（Constructor Theory）——一种近期提出的量子计算理论的推广——的不可逆模型。该模型使用一种称为“量子均匀器”的机器，其能够通过完全酉相互作用，将任意态的量子比特近似变换为任意其他态且自身保持近似不变。我们认为，当通过量子均匀化执行擦除时，Szilard 引擎的擦除步骤存在额外代价，因为在循环中可靠地产生纯态比产生混合态更困难。我们还更一般地讨论了该结果对擦除代价的影响。
引用
@article{arxiv.2205.11310,
title = {The irreversibility cost of purifying Szilard's engine: Is it possible to perform erasure using the quantum homogenizer?},
author = {Maria Violaris and Chiara Marletto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.11310},
year = {2022}
}