Физики впервые проверили принцип Ландауэра на практике

Схема работы бит, использованного в работе. Иллюстрация авторов исследования

Физики впервые на практике продемонстрировали так называемый принцип Ландауэра. Статья ученых появилась в журнале Nature.

Принцип Ландауэра был сформулирован работавшим на тот момент в IBM Рольфом Ландауэром в 1961 году. Этот принцип утверждает, что вне зависимости от технической реализации вычислительной системы, при стирании одного бита информации выделяется не менее некоторого фиксированного количества теплоты. Фактически, работа, необходимая для стирания, пропорциональна термодинамической энтропии системы.

В рамках работы ученые получили простейшую модель бита. Для этого они поместили кремниевую частицу в коллоиде в потенциальную яму при помощи лазерного луча. Рядом располагалась еще одна яма. Перемещение частицы из одной ямы в другую соответствовало изменению состояния такого бита.

По словам ученых, в результате эксперимента им удалось приблизиться к теоретическому пределу, описанному Ландауэром. При этом количество теплоты, с замедлением процесса стирания сначала уменьшалось, однако вблизи предела практически оставалось неизменным.

В июне 2011 года в Nature появилась статья, авторы которой с теоретической точки зрения рассматривали принцип Ландауэра для квантовых компьютеров. В результате, им удалось установить, что наличие квантовой запутанности не влияет на принцип с той лишь разницей, что работа оказывается пропорциональна уже условной энтропии (квантовому аналогу классической энтропии).

При этом обнаружился неожиданный эффект - из-за того, что условная энтропия может быть отрицательной, работа при выполнении некоторых операций может оказываться меньше нуля. Как следствие, компьютер при работе будет не нагреваться, а охлаждаться.

Обсудить
Борис Ельцин«Это было время, когда делились огромные богатства»
Чем запомнился россиянам первый президентский срок Бориса Ельцина
Смеяться грешно
Кто надрывает животы на концертах Петросяна: беспощадный репортаж из преисподней
Нажал на газ
Зачем Путин вывез на Север министра из жаркой Саудовской Аравии
«Надо сразу прощаться, ведь жизнь проходит»
Квартирный вопрос довел пенсионеров до развода
Вы сняли, вас сняли
Мир охватила эпидемия секс-скандалов из-за арендованных квартир
Панельная романтика
Помните ли вы здания из лучших советских фильмов: тест
Нихао себе
Хибара из китайской глубинки стала лучшим зданием 2017 года