变换亚稳态记忆:计算的非平衡热力学
统计力学
2018-08-13 v1 应用物理
摘要
将计算框定为亚稳态记忆的变换,我们探究其根本的热力学极限。信息的真正力量源于此处导出的非平衡自由能的新分解,它提供了粗粒化记忆系统的严格热力学描述。在近乎准静态极限下,逻辑上不可逆的操作可以热力学可逆地执行。然而,在此我们表明,除了朗道尔界所要求的用于计算的可逆功之外,对于模块化计算以及计算中所用记忆单元间被忽略的统计结构,都必须产生耗散。随后将一般结果应用于评估所有双输入—单输出逻辑门(包括通用NAND门)的热力学代价。交织的讨论阐明了麦克斯韦妖与信息引擎的前景,以及未来超高效计算机的机会。
引用
@article{arxiv.1808.03429,
title = {Transforming Metastable Memories: The Nonequilibrium Thermodynamics of Computation},
author = {Paul M. Riechers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.03429},
year = {2018}
}
备注
13 pages, 3 figures