論文の概要: Thermodynamic computing out of equilibrium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.17183v1
• Date: Sun, 22 Dec 2024 22:51:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-24 16:01:09.555272
• Title: Thermodynamic computing out of equilibrium
• Title（参考訳）: 平衡からの熱力学計算
• Authors: Stephen Whitelam, Corneel Casert,
• Abstract要約: 本稿では, 任意の非線形計算を平衡内外で行うことのできる熱力学計算機の設計について述べる。 簡単な熱力学回路は、熱浴と接触する自由度を変動させ、入力の非線形機能であるアクティビティを表示する。 熱力学ニューラルネットワークのディジタルモデルをシミュレートし、そのパラメータを遺伝的アルゴリズムで調整し、特定の観測時間で非線形計算を行うことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We present the design for a thermodynamic computer that can perform arbitrary nonlinear calculations in or out of equilibrium. Simple thermodynamic circuits, fluctuating degrees of freedom in contact with a thermal bath and confined by a quartic potential, display an activity that is a nonlinear function of their input. Such circuits can therefore be regarded as thermodynamic neurons, and can serve as the building blocks of networked structures that act as thermodynamic neural networks, universal function approximators whose operation is powered by thermal fluctuations. We simulate a digital model of a thermodynamic neural network, and show that its parameters can be adjusted by genetic algorithm to perform nonlinear calculations at specified observation times, regardless of whether the system has attained thermal equilibrium. This work expands the field of thermodynamic computing beyond the regime of thermal equilibrium, enabling fully nonlinear computations, analogous to those performed by classical neural networks, at specified observation times.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 任意の非線形計算を平衡内外で行うことのできる熱力学計算機の設計について述べる。 簡単な熱力学回路は、熱浴に接触して自由度が変動し、クォート電位に閉じ込められ、入力の非線形機能であるアクティビティを表示する。 したがって、そのような回路は熱力学的ニューロンと見なすことができ、熱力学的ニューラルネットワーク、熱ゆらぎによって作用する普遍関数近似器として機能するネットワーク構造の構築ブロックとして機能する。 熱力学ニューラルネットワークのディジタルモデルをシミュレートし、そのパラメータを遺伝的アルゴリズムで調整し、そのシステムが熱平衡に達したかどうかに関わらず、所定の観測時間で非線形計算を行うことを示す。 この研究は熱力学の分野を熱平衡の体制を超えて拡張し、特定の観測時間において古典的ニューラルネットワークで実行されるものと類似した完全に非線形な計算を可能にした。

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