論文の概要: Maxwell's Demon Is Foiled by the Entropy Cost of Measurement, Not Erasure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.18186v1
• Date: Sun, 23 Mar 2025 19:49:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-25 14:33:27.450135
• Title: Maxwell's Demon Is Foiled by the Entropy Cost of Measurement, Not Erasure
• Title（参考訳）: マックスウェルのデーモンはエントロピーのコストで汚染される
• Authors: R. E. Kastner,
• Abstract要約: 従来の熱力学の第2法則は情報消去のエントロピーコストによって「マクスウェルのデーモン」から救われるという主張である。 第2法則を保存する基本的な原理は、量子不確実性原理である、と私は主張する。 私は、Szilardエンジン内の分子を局在させるための特定のエントロピーコストを得る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: I dispute the conventional claim that the second law of thermodynamics is saved from a "Maxwell's Demon" by the entropy cost of information erasure, and show that instead it is measurement that incurs the entropy cost. Thus Brillouin, who identified measurement as savior of the second law, was essentially correct, and putative refutations of his view, such as Bennett's claim to measure without entropy cost, are seen to fail when the applicable physics is taken into account. I argue that the tradition of attributing the defeat of Maxwell's Demon to erasure rather than to measurement arose from unphysical classical idealizations that do not hold for real gas molecules, as well as a physically ungrounded recasting of physical thermodynamical processes into computational and information-theoretic conceptualizations. I argue that the fundamental principle that saves the second law is the quantum uncertainty principle applying to the need to localize physical states to precise values of observables in order to effect the desired disequilibria aimed at violating the second law. I obtain the specific entropy cost for localizing a molecule in the Szilard engine, which coincides with the quantity attributed to Landauer's principle. I also note that an experiment characterized as upholding an entropy cost of erasure in a "quantum Maxwell's Demon" actually demonstrates an entropy cost of measurement.
• Abstract（参考訳）: 熱力学の第2法則が情報消去のエントロピーコストによって「マクスウェルのデーモン」から救われるという従来の主張に反論する。 したがって、ブリュアンは第2法則の救世主とみなしたが、本質的には正しいものであり、ベネットのエントロピーコストなしで測定する主張のような彼の見解に対する反論は、応用物理学が考慮されるときに失敗すると見なされる。 私は、マクスウェルのデーモンの敗北を、実気体分子を保たない非物理的古典的理想化から、計算と情報理論の概念化へ物理力学過程を物理的に非基底的に再キャストすることによる、測定よりも消去に寄与する伝統を論じる。 第2法則を節約する基本的な原理は、第2法則に違反する目的で望まれる不均衡を和らげるために、観測可能な天体の正確な値に物理状態を局所化する必要性に適用される量子不確実性原理である、と私は論じる。 私は、ランダウアーの原理による量と一致するSzilardエンジン内の分子を局在させるための特定のエントロピーコストを得る。 また、「量子マクスウェルのデーモン」における消去のエントロピーコストを抑える実験は、実際に測定のエントロピーコストを示す。

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