构建热力学可逆通用图灵机需要什么？分子设计中的计算与热力学约束
统计力学
2021-02-09 v1
摘要
我们概述了一种分子系统的构建方案，该方案原则上可实现热力学可逆的通用图灵机 (UTM)。通过提出一个具体——尽管是理想化的——设计与操作协议，我们揭示了在尝试可逆地实现任意计算时所出现的根本性挑战。首先，热力学可逆性的要求不可避免地导致精巧复杂的设计。其次，与较简单装置不同，热力学可逆 UTM 还必须在逻辑上可逆。最后，为使每次计算的外控成本趋于零，必须并行实现多种不同计算，但这一方法因不同计算具有不同的停机时间而变得复杂。
引用
@article{arxiv.2102.03388,
title = {What would it take to build a thermodynamically reversible Universal Turing machine? Computational and thermodynamic constraints in a molecular design},
author = {Rory A. Brittain and Nick S. Jones and Thomas E. Ouldridge},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.03388},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 8 figures