論文の概要: Revisiting thermodynamics in computation and information theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.09981v1
- Date: Fri, 19 Feb 2021 15:24:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-10 17:57:03.138638
- Title: Revisiting thermodynamics in computation and information theory
- Title（参考訳）: 計算と情報理論における熱力学の再検討
- Authors: Pritam Chattopadhyay and Goutam Paul
- Abstract要約: 計算の熱力学的コストの分析は、研究の主要な焦点の1つである。
物理学の進歩は、計算と統計力学(熱力学コスト)の関連を理解するのに役立っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.490038106567192
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: One of the primary motivations of the research in the field of computation is
to optimize the cost of computation. The major ingredient that a computer needs
is the energy to run a process, i.e., the thermodynamic cost. The analysis of
the thermodynamic cost of computation is one of the prime focuses of research.
It started back since the seminal work of Landauer where it was commented that
the computer spends kB T ln2 amount of energy to erase a bit of information
(here T is the temperature of the system and kB represents the Boltzmann's
constant). The advancement of statistical mechanics has provided us the
necessary tool to understand and analyze the thermodynamic cost for the
complicated processes that exist in nature, even the computation of modern
computers. The advancement of physics has helped us to understand the
connection of the statistical mechanics (the thermodynamics cost) with
computation. Another important factor that remains a matter of concern in the
field of computer science is the error correction of the error that occurs
while transmitting the information through a communication channel. Here in
this article, we have reviewed the progress of the thermodynamics of
computation starting from Landauer's principle to the latest model, which
simulates the modern complex computation mechanism. After exploring the salient
parts of computation in computer science theory and information theory, we have
reviewed the thermodynamic cost of computation and error correction. We have
also discussed about the alternative computation models that have been proposed
with thermodynamically cost-efficient.
- Abstract（参考訳）: 計算分野における研究の主要な動機の1つは、計算コストの最適化である。
コンピュータが必要とする主な要素は、プロセスを実行するためのエネルギー、すなわち熱力学的コストである。
計算の熱力学的コストの分析は、研究の主要な焦点の1つである。
ランダウアーの独創的な研究から始まり、コンピュータはちょっとした情報を消去するために kb t ln2 のエネルギーを消費していると評された(ここで t はシステムの温度であり、kb はボルツマン定数を表す)。
統計力学の進歩により、現代コンピュータの計算さえも、自然に存在する複雑なプロセスの熱力学的コストを理解し解析するために必要なツールが得られてきた。
物理学の進歩は、統計力学(熱力学のコスト)と計算の関連性を理解するのに役立った。
コンピュータ科学の分野で問題となっているもう1つの重要な要素は、通信チャネルを介して情報を送信しながら発生するエラーの誤り訂正である。
本稿では,ランダウアーの原理から最近の計算機構をシミュレートした最新のモデルまで,計算の熱力学の進歩を概観する。
計算機科学理論と情報理論で計算の健全な部分を探索した後、計算と誤り訂正の熱力学的コストを概観した。
また、熱力学的コスト効率で提案した代替計算モデルについても論じている。
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