論文の概要: Evolutionary design of thermodynamic logic gates and their heat emission

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.13410v1
• Date: Fri, 13 Feb 2026 19:17:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-17 14:17:28.020159
• Title: Evolutionary design of thermodynamic logic gates and their heat emission
• Title（参考訳）: 熱力学論理ゲートの進化的設計と熱放射
• Authors: Stephen Whitelam,
• Abstract要約: 遺伝的アルゴリズムは、制御系によって放出される総熱が、情報量を持つ自由度と等しくなるような論理演算を実装するために、熱力学コンピュータをプログラムできることを示す。 本発明のコンピュータは、制御ユニット内において、情報を含む自由度から熱を引き離し、放散するようにプログラムできるので、熱管理がプログラム設計の不可欠な部分である計算アーキテクチャの可能性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Landauer's principle bounds the heat generated by logical operations, but in practice the thermodynamic cost of computation is dominated by the control systems that implement logic. CMOS gates dissipate energy far above the Landauer bound, while laboratory demonstrations of near-Landauer erasure rely on external measurement or feedback systems whose energy costs exceed that of the logic operation by many orders of magnitude. Here we use simulations to show that a genetic algorithm can program a thermodynamic computer to implement logic operations in which the total heat emitted by the control system is of a similar order of magnitude to that of the information-bearing degrees of freedom. Moreover, the computer can be programmed so that heat is drawn away from the information-bearing degrees of freedom and dissipated within the control unit, suggesting the possibility of computing architectures in which heat management is an integral part of the program design.
• Abstract（参考訳）: ランダウアーの原理は論理演算によって生じる熱を束縛するが、実際には計算の熱力学的コストは論理を実装する制御系に支配される。 CMOSゲートはランダウアー境界より遥かにエネルギーを放出する一方、近ランダウアー消去の実験は、エネルギーコストが論理演算のそれを超える外部測定やフィードバックシステムに依存している。 ここでは、遺伝的アルゴリズムが熱力学コンピュータをプログラムして、制御系によって放出される総熱が、情報量を持つ自由度と等しくなるような論理演算を実装できることをシミュレーションを用いて示す。 また、制御ユニット内には、情報量のある自由度から熱を引き離し、散逸させるようにプログラムできるので、熱管理がプログラム設計の不可欠な部分である計算アーキテクチャの可能性も示唆される。

関連論文リスト

• Thermodynamic Recycling in Quantum Computing: Demonstration Using the Harrow-Hassidim-Lloyd Algorithm and Information Erasure [0.3867363075280543]
  本稿では,障害分岐を熱力学資源として再利用するフレームワークを提案する。 この浴槽を緩和前にターゲットシステムに結合することにより、有用な熱力学的タスクを行うことができる。 我々は、IBMの超伝導量子プロセッサ上でHarrow-Hassidim-Lloydアルゴリズムを実装することで、このフレームワークを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-12T13:25:08Z)
• Training thermodynamic computers by gradient descent [0.0]
  所望の計算を行うために,熱力学コンピュータのパラメータを降下によって調整する方法を示す。 我々は、デジタルおよび熱力学的実装のエネルギーコストの比率である熱力学的優位性を7桁を超えると見積もる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-18T18:12:55Z)
• Thermodynamic computing out of equilibrium [0.0]
  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。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-22T22:51:51Z)
• Thermodynamics-Consistent Graph Neural Networks [50.0791489606211]
  本稿では,二成分混合物の組成依存的活動係数を予測するために,ギブス自由エネルギーグラフニューラルネットワーク(GE-GNN)を提案する。 GE-GNNアーキテクチャはギブス自由エネルギーを超えるモルを予測することによって熱力学的整合性を確保する。 活性係数予測の精度と熱力学的整合性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-08T06:58:56Z)
• Autonomous Payload Thermal Control [55.2480439325792]
  小さな衛星では、熱制御装置、科学機器、電子部品のスペースは少ない。 深部強化学習を用いた自律型熱制御ツールを提案する。 提案するフレームワークは,運用範囲の温度を維持するためにペイロード処理能力の制御を学べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-28T09:40:19Z)
• A Universal Constraint on Computational Rates in Physical Systems [0.0]
  開放量子系に対する一般的な証明は、その環境に熱的に結合されたコンピュータがエントロピーを散逸させる(したがって熱を)ことを示すものである。 具体的には、計算演算毎に散逸したエントロピーの量が計算速度に比例する断熱状態に対応する下界を求める。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-23T21:18:53Z)
• Open-system approach to nonequilibrium quantum thermodynamics at arbitrary coupling [77.34726150561087]
  熱浴に結合したオープン量子系の熱力学挙動を記述する一般的な理論を開発する。 我々のアプローチは、縮小された開系状態に対する正確な時間局所量子マスター方程式に基づいている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-24T11:19:22Z)
• Qubit thermodynamics far from equilibrium: two perspectives about the nature of heat and work in the quantum regime [68.8204255655161]
  2段階系の熱力学解析のための代替理論フレームワークを開発する。 我々は、局所ハミルトニアンを定義する外部場が存在する場合、ブロッホベクトルを回転させるエネルギーコストを表す新しい作業項の出現を観察する。 両視点から, 2つの異なる系に対する物質・放射相互作用プロセスについて検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-16T09:31:20Z)
• Revisiting thermodynamics in computation and information theory [4.757470449749876]
  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。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-19T15:24:45Z)
• NeurOpt: Neural network based optimization for building energy management and climate control [58.06411999767069]
  モデル同定のコストを削減するために,ニューラルネットワークに基づくデータ駆動制御アルゴリズムを提案する。 イタリアにある10の独立したゾーンを持つ2階建ての建物で、学習と制御のアルゴリズムを検証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-22T00:51:03Z)
• Simulation of Thermal Relaxation in Spin Chemistry Systems on a Quantum Computer Using Inherent Qubit Decoherence [53.20999552522241]
  我々は,実世界の量子システムの振舞いをシミュレーションする資源として,キュービットデコヒーレンスを活用することを目指している。 熱緩和を行うための3つの方法を提案する。 結果,実験データ,理論的予測との間には,良好な一致が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-03T11:48:11Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。