有限时间内擦除信息的热力学代价

朗道尔原理为通过准静态缓慢协议擦除一个逻辑比特信息所必须耗散的最小热量设定了基本热力学约束。对于有限时间信息擦除,热力学代价取决于逻辑存储器的具体物理实现以及信息擦除方式。此处我们在对称双势阱中布朗粒子的范式内处理该问题。两个极小值代表逻辑比特的两个值0和1,粒子位置为存储器的当前状态。擦除协议通过施加外随时间变化的倾斜力实现。我们推导了解析工具,用以评估在有限时间内通过任意连续擦除协议擦除一个经典信息比特所需功,这是实际应用的相关设定。重要的是,我们的方法不限于平均功,而是可给出由擦除过程多次独立实现产生的完整功分布。使用随时间线性变化的擦除协议作用于双抛物势这一常见例子,我们显式计算了所有相关量并进行了数值验证。