คำถามเกี่ยวกับปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาเมื่อลบข้อมูลเพียงส่วนเดียวทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้สึกตื่นเต้นมานานหลายทศวรรษ โดยพิจารณาจากความหมายพื้นฐานสำหรับอุณหพลศาสตร์และการคำนวณ นักฟิสิกส์ในไอร์แลนด์และสหราชอาณาจักรได้ถามคำถามนี้เกี่ยวกับบิตเชิงควอนตัม (qubits) และพบว่าการเชื่อมโยงกันสามารถนำไปสู่การกระจายความร้อนที่สูงอย่างน่าประหลาดใจ
พวกเขา
กล่าวว่าผลลัพธ์มีนัยสำคัญสำหรับการปกป้องฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่ไวต่อความร้อน และยังฉายแสงเพิ่มเติมเกี่ยวกับความขัดแย้งของปีศาจ เสนอปีศาจที่มีชื่อเสียงของเขาในปี 1867 เพื่อแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้อย่างไรที่จะละเมิดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ซึ่งระบุว่าเอนโทรปีของระบบปิดมีแนวโน้ม
ที่จะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเท่านั้นจินตนาการถึงอัจฉริยะตัวจิ๋วที่กำลังควบคุมประตูในพาร์ติชันที่แบ่งกล่องบรรจุแก๊ส ซึ่งตอนแรกจะมีอุณหภูมิสม่ำเสมอ เขาแย้งว่าการเปิดและปิดประตูให้ถูกเวลา ปีศาจสามารถจัดเรียงโมเลกุลของก๊าซตามความเร็วของมัน เพื่อให้ครึ่งหนึ่งของกล่องมีโมเลกุลที่เร็วกว่า
ดังนั้นจึงร้อนกว่าอีกครึ่งหนึ่ง สิ่งนี้จะลดเอนโทรปีโดยไม่ต้องถ่ายโอนพลังงานโดยตรงไปยังอนุภาค
ในปี พ.ศ. 2504 รอล์ฟ แลนเดาเออร์จากไอบีเอ็มเสนอหลักการที่ระบุว่าการคำนวณแบบลอจิคัลที่ไม่สามารถย้อนกลับได้จะทำให้เกิดเอนโทรปี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เขาพบว่าการลบข้อมูลเพียงเล็กน้อย
จำเป็นต้องปล่อยความร้อนในปริมาณขั้นต่ำที่แน่นอน kTln(2) โดยที่ k คือค่าคงที่ และ T คืออุณหภูมิ จากแนวคิดนี้ซึ่งทำงานที่ IBM เช่นกัน ได้โต้แย้งในปี 1982 ว่าหลักการนี้อธิบายถึงความขัดแย้ง ปิศาจอาศัยหน่วยความจำในการจัดเรียงโมเลกุล โดยหน่วยความจำนั้นจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุง
และขัดเกลาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มค่าเอนโทรปี การลบ qubit มีราคาแพงกว่าหรือไม่?
ในงานล่าสุด ได้ทำการตรวจสอบว่ายางลบ qubit กระจายความร้อนได้มากกว่าการขัดแบบคลาสสิกหรือไม่ Qubits สามารถอยู่ในสถานะซ้อนทับ ทำให้พวกมันมีสถานะเป็นหนึ่งและศูนย์ในเวลาเดียวกัน
และเป็น
พื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมดังที่ และเพื่อนร่วมงานชี้ให้เห็น การกระจายความร้อนสามารถลดลงได้โดยการลบข้อมูลเป็นเวลานานเพื่อให้ระบบใกล้เคียงกับสมดุลทางความร้อน อย่างไรก็ตาม มักจะมีความผันผวนทางความร้อนอยู่เสมอ หมายความว่าในทางปฏิบัติมีโอกาสที่การลบบิตใด ๆ
ที่ระบุจะกระจายความร้อนมากกว่าขีดจำกัดของ อย่างมีนัยสำคัญนักฟิสิกส์ได้ทำการทดลองหลายครั้งเพื่อดูว่าการสลายตัวนี้ถูกผลักให้ต่ำเพียงใด โดยทั่วไปแล้วจะใช้อนุภาคที่อยู่ระหว่างการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนและกักขังไว้ในศักยภาพของหลุมสองหลุม งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อลบข้อมูลซ้ำๆ
ปริมาณความร้อนที่กระจายออกไปจะสร้างการกระจายแบบเกาส์เซียนโดยมีค่าเฉลี่ยใกล้เคียงกับขีดจำกัดเพื่อดูว่าการกระจายทางสถิติของการสลายตัวดูแตกต่างไปจากกรณีควอนตัมหรือไม่ โกลและเพื่อนร่วมงานได้ขยายการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีของศักยภาพหลุมสองหลุม ในระบบสองระดับนี้
ค่าบิตที่เก็บไว้จะสอดคล้องกับหลุมที่อนุภาคครอบครองอยู่ ปิศาจสามารถเพิ่มระดับพลังงานของหลุมใดหลุมหนึ่งเพื่อให้ศักยภาพของมันเกือบจะราบเรียบ จากนั้นจึงปล่อยให้ความผันผวนของความร้อนทำให้อนุภาคตกลงสู่หลุมอีกหลุมหนึ่ง ถ้ามันไม่ได้อยู่ที่นั่นตั้งแต่แรก สิ่งนี้จะตั้งค่าระบบใหม่เป็นสถานะ
ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ดังนั้นการลบค่าบิตและปล่อยความร้อนบางส่วนสู่สิ่งแวดล้อมตัวเลือกการขุดอุโมงค์ในกรณีของควิบิตที่ซ้อนทับกันของหลุมทั้งสอง อย่างไรก็ตาม มีสองวิธีในการเอาชนะอุปสรรคด้านพลังงานที่เหลืออยู่ วิธีหนึ่งคือการกระโดดข้ามผ่านความผันผวนของความร้อน และอีกวิธีหนึ่ง
คือการขุดอุโมงค์ข้างใต้ กลไกอย่างหลังนี้สามารถสร้างความผันผวนของควอนตัมขนาดใหญ่ในความร้อนที่กระจายออกไป หมายความว่าโดยเฉลี่ยแล้วเศษเสี้ยวเล็กๆ ของรอบการลบจะปล่อยความร้อนจำนวนมากสู่สิ่งแวดล้อม จากผลรวมของพวกเขา โกลด์และเพื่อนร่วมงานพบตามที่คาดไว้
ปริมาณ
ความร้อนเฉลี่ยที่กระจายไปเมื่อลบควิบิตนั้นเหมือนกับที่ปล่อยในกรณีของบิตคลาสสิก อย่างไรก็ตาม พวกเขาค้นพบว่าพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการลบที่สิ้นเปลืองที่สุดในทั้งสองกรณีนั้นแตกต่างกันมาก ในการจำลองครั้งหนึ่ง พวกเขาพบว่าความร้อนที่ปล่อยออกมามากที่สุดในวัฏจักรคลาสสิกใดๆ
พวกเขาคิดว่าแม้แต่เศษเสี้ยวเล็กๆ ของวงจรการลบข้อมูลนี้ก็อาจก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงเกี่ยวกับความร้อนสูงเกินที่อาจเกิดขึ้นในอุปกรณ์ระดับควอนตัมในอนาคต เนื่องจากคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ประมวลผลหลายพันล้านบิตต่อวินาทีอย่างไม่สามารถย้อนกลับได้ พวกเขายังบอกด้วยว่ามันให้มุมมองเพิ่มเติม
เกี่ยวกับความขัดแย้งของปีศาจ เนื่องจากปีศาจที่มีหน่วยความจำควอนตัมจะสูญเสียความร้อนมากกว่าคนที่มีความทรงจำแบบคลาสสิก ผลลัพธ์ในขณะนี้ยังคงเป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น แต่กลุ่มกล่าวว่าพวกเขาให้เครื่องหมายสำหรับนักทดลองเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างความผันผวนของควอนตัม
และความร้อน ซึ่งเป็นความจริงที่ว่ามีเพียงเหตุการณ์แรกเท่านั้นที่สามารถทำให้เกิดเหตุการณ์ต่อเนื่องสองเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยพลังงานควอนตัม เทคโนโลยีควอนตัมที่ล้ำสมัย เช่น วงจรตัวนำยิ่งยวดสามารถใช้เพื่อค้นหาเหตุการณ์คู่ดังกล่าวได้ พวกเขากล่าวเสริม
สิ่งนี้นำไปสู่การแตกสลายของคริสตัลในที่สุด อย่างไรก็ตาม ช่องทางนี้ยังสามารถใช้เพื่อกระจายโมเลกุลขนาดเล็กไปยังไซต์ที่ใช้งานอยู่บนโปรตีน สิ่งนี้เป็นพื้นฐานของสาขาที่เพิ่มขึ้นของการตกผลึกของโมเลกุลขนาดใหญ่ที่แก้ไขด้วยเวลา การเก็บข้อมูลด้วยความเร็วสูงและความยาวคลื่นสั้นช่วยลดความเสียหายได้อย่างมาก แต่วิธีที่ดีที่สุดคือการแช่แข็งคริสตัล
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
