基于自旋库的信息擦除热力学

具有多个守恒量的热力学为设计新型器件提供了一个有前景的方向。例如，Vaccaro 和 Barnett [J. A. Vaccaro and S. M. Barnett, Proc. R. Soc. A 467, 1770 (2011); S. M. Barnett and J. A. Vaccaro, Entropy 15, 4956 (2013)] 提出的信息擦除方案，其擦除代价仅以能量之外的守恒量来度量，允许新型热机的出现。在近期工作中，我们研究了自旋角动量中擦除代价的离散涨落与平均界限。在此我们澄清了以功的自旋对应物（称为 spinlabor）和热的自旋对应物（称为 spintherm）度量的代价。我们表明，先前发现的 $\gamma^{-1}\ln{2}$ 擦除代价界限可被 spinlabor 代价违背，且仅适用于 spintherm 代价。我们获得了针对不同擦除方案的三个 spinlabor 界限，并确定了提供最紧界限的那个。为完整起见，我们推导了广义 Jarzynski 等式和违背概率，表明对于特定方案违背概率可能大得惊人。我们还推导了积分涨落定理，并用它分析基于自旋库的信息擦除代价。