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J-GLOBAL ID：202202248653143167   整理番号：22A1053567

熱力学計算へのショートカット:高速で忠実な情報処理のコスト【JST・京大機械翻訳】

Shortcuts to Thermodynamic Computing: The Cost of Fast and Faithful Information Processing

著者 (6件)： Boyd Alexander B. (Complexity Sciences Center and Physics Department, University of California at Davis, Davis, CA, USA) ,  Patra Ayoti (Department of Physics, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Jarzynski Christopher (Department of Physics, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Jarzynski Christopher (Department of Chemistry and Biochemistry, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Jarzynski Christopher (Institute for Physical Science and Technology, University of Maryland, College Park, MD, USA) ,  Crutchfield James P. (Complexity Sciences Center and Physics Department, University of California at Davis, Davis, CA, USA)
資料名： Journal of Statistical Physics  (Journal of Statistical Physics)
巻： 187  号： 2  ページ： 17  発行年： 2022年 
JST資料番号： E0117C  ISSN： 0022-4715  CODEN： JSTPSB  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 情報処理のエネルギーコストが,温度,Boltzmann定数,および情報軸受自由度のShannonエントロピーの変化の積を超過しなければならない。しかし,この下限は準静的,近平衡計算,すなわち無限時間のみに対して達成可能である。実際に,情報処理は有限時間で生じ,散逸と潜在的に信頼できない論理的結果をもたらす。過減衰Langevin動力学に対して,著者らは,有限時間計算の正確な設計を可能にするショートカットを提供する,望ましい計算経路に沿ってシステムを迅速に正確に誘導するために,対断熱ポテンシャルを加工できることを示した。このようなショートカットは,環境中に不当に放散されるLandauerの境界を越えて,追加の作業を必要とする。この散逸した仕事は,情報保存システムの長さスケールの二乗と同様に,計算速度に比例することを示した。パラダイム例として,著者らは,二重井戸ポテンシャルに保存される情報のビットを創造し,消去し,転送するためのショートカットを設計した。散逸した仕事は,一般的に運転忠実度と共に増加するが,有限仕事で有限時間で完全な忠実度で計算できることを示した。また,情報蓄積のロバスト性は,双安定システムの情報寿命として,操作のエネルギーコスト特異的,散逸作業規模に影響を及ぼすことを示した。本解析は,作業,速度,情報負担自由度のサイズ,記憶ロバスト性,および初期と最終情報統計の間の差異の間の豊富で nuな関係を示した。Copyright The Author(s) 2022 Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： エントロピー ,  *情報処理 ,  軸受 ,  動力学 ,  *計算 ,  情報蓄積 ,  計算機処理速度 ,  ポテンシャル ,  エネルギーコスト ,  双安定性 ,  自由度 ,  ロバスト性
準シソーラス用語： 断熱ポテンシャル ,  情報エントロピー ,  過減衰 ,  Langevin動力学 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 熱力学計算 ,  最適輸送 ,  Landauerの束縛 ,  エントロピー

分類 (5件)： 計算機シミュレーション  (JE11000H) ,  数値計算  (JE02000J) ,  熱力学  (BA08040X) ,  化学熱力学・熱化学一般  (CB02010E) ,  統計力学一般,多体問題  (BA08010Q)

タイトルに関連する用語 (3件)： 熱力学計算 ,  ショートカット ,  情報処理