論文の概要: Thermodynamics of memory erasure via a spin reservoir
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.06438v2
- Date: Wed, 12 May 2021 08:02:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 07:36:34.208973
- Title: Thermodynamics of memory erasure via a spin reservoir
- Title(参考訳): スピン貯水池によるメモリ消去の熱力学
- Authors: Toshio Croucher, Joan A. Vaccaro
- Abstract要約: 従来は1ln2$の消去コストがスピンラボのコストに悪影響を及ぼすことが示されていた。
一般化されたヤジンスキー等式と違反確率を導出し、特定のプロトコルに対して違反の確率が驚くほど大きいことを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Thermodynamics with multiple-conserved quantities offers a promising
direction for designing novel devices. For example, Vaccaro and Barnett's [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)] proposed information erasure
scheme, where the cost of erasure is solely in terms of a conserved quantity
other than energy, allows for new kinds of heat engines. In recent work, we
studied the discrete fluctuations and average bounds of the erasure cost in
spin angular momentum. Here we clarify the costs in terms of the spin
equivalent of work, called spinlabor, and the spin equivalent of heat, called
spintherm. We show that the previously-found bound on the erasure cost of
$\gamma^{-1}\ln{2}$ can be violated by the spinlabor cost, and only applies to
the spintherm cost. We obtain three bounds for spinlabor for different erasure
protocols and determine the one that provides the tightest bound. For
completeness, we derive a generalized Jarzynski equality and probability of
violation which shows that for particular protocols the probability of
violation can be surprisingly large. We also derive an integral fluctuation
theorem and use it to analyze the cost of information erasure using a spin
reservoir.
- Abstract(参考訳): 複数の保存量を持つ熱力学は、新しいデバイスを設計するのに有望な方向を与える。
例えば、バッカロとバーネットの[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)]では、エネルギー以外の保存量だけで消去のコストがかかる情報消去スキームが提案されている。
近年,スピン角運動量における消去コストの離散的変動と平均限界について検討した。
ここでは、スピンラボルと呼ばれる仕事のスピン等価性およびスピンテルムと呼ばれる熱のスピン等価性の観点から、コストを明らかにする。
従来は、スピンブラスタのコストによって、$\gamma^{-1}\ln{2}$の消去コストの上限が破られ、スピンサームのコストにのみ適用されることを示した。
我々はspinlaborの異なる消去プロトコルに対する3つの境界を取得し、最も密接なバウンドを提供するものを決定する。
完全性のために、一般化されたジャジンスキー等式と違反確率を導出し、特定のプロトコルに対して違反の確率が驚くほど大きいことを示す。
また,積分ゆらぎ定理を導出し,スピンリザーバを用いた情報消去コストの解析に用いる。
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