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高保真能量监测和... - 伯克利 EECS
致谢 我要感谢 David Culler、Randy Katz、Scott Shenker、Seth Sanders、Ion Stoica、Kris Pister、Shankar Sastry、Kamin Whitehouse、Alec Woo、Joseph Polastre、Sarah Bergbreiter、Cory Sharp、Philip Levis、Robert Szewczyk、Stephen Dawson-Haggerty、Prabal Dutta、Jay Taneja、Jorge Ortiz、Jaein Jeong、Arsalan Tavakoli、Ken Lutz、Mike He、Evan Reutzel、Jeff Hsu、Minh Van Ly、Zhangxi Tan、Albert Goto、Andrew Krioukov、Prashanth Mohan、Scott McNally、David Zats、Gilman Tolle、Jonathan Hui、Feng Zhao 和 Wendy Qiu。部分资金由美国国家科学基金会研究生奖学金、NSF LoCal 拨款、NSF Action Webs 拨款、NSF 劳伦斯伯克利国家实验室 MELS 拨款和 NSF CRI 拨款资助。
物理不可逆过程中“擦除”的熵成本
2023 年 9 月 21 日 摘要。通过参考与共轭可观测量相关的联合熵，证明了兰道尔原理的一种限制形式对热系统成立，与计算考虑无关。结果表明，不可逆物理过程的补偿熵的来源是由于这种相互不相容的可观测量值的本体论不确定性，而不是由于信息论方法中传统假设的认识论不确定性。特别是，明确表明通过重置操作擦除逻辑（认识论）信息并不等同于擦除热力学熵，因此物理学不支持传统的信息论形式的兰道尔原理。分析的另一个含义是现实世界中没有麦克斯韦妖。关键词：兰道尔原理、热力学、量子信息、熵 1. 简介。兰道尔原理 (LP) 最初是由兰道尔从计算的角度提出的。具体来说，兰道尔 (1961) 提出，从事逻辑上不可逆步骤的“计算机器”每一步的成本约为 kT。虽然 LP 已被广泛接受，但仍有少数人持不同意见（例如 Earman 和 Norton 1999；Norton 2005-2018；Hemmo 和 Shenker 2021）。虽然本文作者与反对者一起对兰道尔原始提议中固有的物理不可逆性与逻辑/计算不可逆性的认定提出异议，但我们仍然为 LP 的受限形式提出了物理基础：它不与计算相联系，而是与一类更窄的真正不可逆的物理过程相联系。如果测量是一个物理上不可逆的过程，人们可能会认为这是西拉德原理的一种形式；本研究表明它确实如此。在提出这一观点时，我们希望提请大家注意认识论和本体论不确定性（或“信息”）之间的关键区别，这一区别在热力学和第二定律的讨论中往往被忽略。我们注意到，正如经典统计力学所假设的那样，认识论不确定性可以说无法非循环地产生第二定律或兰道尔原理（参见 Kastner 2017），而本体论不确定性对于两者的成立都是必要的。这一考虑意味着 LP 的受限形式，它不依赖于传统上假设的认识论不确定性。从本质上讲，LP 确实是