論文の概要: Revisiting thermodynamics in computation and information theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.09981v2
- Date: Tue, 27 Aug 2024 14:48:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-29 21:50:55.886607
- Title: Revisiting thermodynamics in computation and information theory
- Title（参考訳）: 計算・情報理論における熱力学の再検討
- Authors: Pritam Chattopadhyay, 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）: 4.757470449749876
- 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、コンピュータは少しの情報を削除するためにkB T ln2のエネルギーを消費しているとコメントされた(ここでは、Tは系の温度であり、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、自然界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、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。
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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