論文の概要: Landauer Principle and Thermodynamics of Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.10876v1
• Date: Thu, 12 Jun 2025 16:43:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-13 15:37:22.842391
• Title: Landauer Principle and Thermodynamics of Computation
• Title（参考訳）: ランダウアー原理と計算の熱力学
• Authors: Pritam Chattopadhyay, Avijit Misra, Tanmoy Pandit, Goutam Paul,
• Abstract要約: 我々はランダウアー境界の最近の進歩を概観する。これは計算の熱力学の基本的な原理である。 また,計算過程のエネルギー的境界の確立に向けた最近の研究についても概説する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6117547837781085
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: According to the Landauer principle, any logically irreversible process accompanies entropy production, which results in heat dissipation in the environment. Erasing of information, one of the primary logically irreversible processes, has a lower bound on heat dissipated into the environment, called the Landauer bound (LB). However, the practical erasure processes dissipate much more heat than the LB. Recently, there have been a few experimental investigations to reach this bound both in the classical and quantum domains. There has also been a spate of activities to enquire about this LB in finite time, with finite-size heat baths, non-Markovian and nonequilibrium environment in the quantum regime where the effects of fluctuations and correlation of the systems with the bath can no longer be ignored. This article provides a comprehensive review of the recent progress on the Landauer bound, which serves as a fundamental principle in the thermodynamics of computation. We also provide a perspective for future endeavors in these directions. Furthermore, we review the recent exploration toward establishing energetic bounds of a computational process. We also review the thermodynamic aspects of error correction, which is an indispensable part of information processing and computations. In doing so, we briefly discuss the basics of these fields to provide a complete picture.
• Abstract（参考訳）: ランダウアーの原理によれば、論理的に不可逆なプロセスはエントロピー生成を伴い、環境における熱散逸をもたらす。 情報消去は、第一に論理的に不可逆な過程の一つであり、ランダウアー境界(Landauer bound, LB)と呼ばれる、環境に放出される熱に対する低い境界を持つ。 しかし、実際の消去プロセスはLBよりも多くの熱を放散する。 近年、古典的領域と量子的領域の両方において、この境界に達するためのいくつかの実験的研究がなされている。 有限サイズの熱浴、量子状態における非マルコフ的および非平衡的な環境において、このLBについて有限時間で問い合わせる活動も数多く行われており、そこでは系と浴とのゆらぎの影響や相関が無視できない。 本稿では、ランダウアー境界に関する最近の進歩を概観し、計算の熱力学の基本的な原理として機能する。 これらの方向における今後の取り組みの視点も提供します。 さらに,計算過程のエネルギー境界の確立に向けた最近の研究を概観する。 また,情報処理や計算に欠かせない誤り訂正の熱力学的側面についても概説する。 そこで本研究では,これらの分野の基本について概説し,その全体像について概説する。

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