动态随机存取存储单元中的热力学约束：信息擦除能量效率极限的实验验证
统计力学
2026-04-01 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
我们使用能够在单电子水平上对电容器电荷进行计数的硅 DRAM 单元，测量了信息擦除的能量效率。我们的测量表明，效率随着擦除错误概率的降低而下降，值得注意的是，即使在有效无限时间的比特擦除下，也未达到 Landauer 极限。通过将测量效率与 Landauer 极限进行比较，我们确定了阻止 DRAM 达到此极限的热力学约束：无法在热平衡状态下制备初始状态，这进而禁止了准静态操作。这一发现对 DRAM 单元及许多共享类似结构的电子电路具有广泛意义。此外，它验证了我们发现施加更严格、具有实际相关极限的热力学约束的实验方法，开启了信息热力学研究的新方向。
引用
@article{arxiv.2505.23087,
title = {Thermodynamic Constraints in Dynamic Random-Access Memory Cells: Experimental Verification of Energy Efficiency Limits in Information Erasure},
author = {Takase Shimizu and Kensaku Chida and Gento Yamahata and Katsuhiko Nishiguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.23087},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 5 figures