Физики впервые проверили принцип Ландауэра на практике

Физики впервые проверили принцип Ландауэра на практике

Физики впервые на практике продемонстрировали так называемый принцип Ландауэра. Статья ученых появилась в журнале Nature.

Принцип Ландауэра был сформулирован работавшим на тот момент в IBM Рольфом Ландауэром в 1961 году. Этот принцип утверждает, что вне зависимости от технической реализации вычислительной системы, при стирании одного бита информации выделяется не менее некоторого фиксированного количества теплоты. Фактически, работа, необходимая для стирания, пропорциональная термодинамической энтропии системы.

В рамках работы ученые получили простейшую модель бита. Для этого они поместили кремниевую частицу в коллоиде в потенциальную яму при помощи лазерного луча. Рядом располагалась еще одна яма. Перемещение частицы из одной ямы в другую соответствовало изменению состояния такого бита.

По словам ученых, в результате эксперимена им удалось приблизиться к теоретическому пределу, описанному Ландауэром. При этом количество теплоты, с замедлением процесса стирания сначала уменьшалось, однако вблизи предела практически оставалось неизменным.

В июне 2011 года в Nature появилась статья, авторы которой с теоретической точки зрения рассматривали принцип Ландауэра для квантовых компьютеров. В результате, им удалось установить, что наличие квантовой запутанности не влияет на принцип с той лишь разницей, что работа оказывается пропорциональна уже условной энтропии (квантовому аналогу классической энтропии).

При этом обнаружился неожиданный эффект - из-за того, что условная энтропия может быть отрицательной, работа при выполнении некоторых операций может оказываться меньше нуля. Как следствие, компьютер при работе будет не нагреваться, а охлаждаться.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Падающие атомы проверили закрученность пространства-времени
Физики из университетов Гуаньчжоу и Сунь Ятсена проверили универсальность гравитации по отношению к объектам, обладающим различным спином. С точностью вплоть до десятимиллионных долей авторам удалось показать, что свободное падение для атомов рубидия не зависит от их собственного момента импульса. Этот результат ..
2016-07-09 2077 0 Научные открытия
4
Физики разработали настольный рентгеновский лазер
Международный коллектив физиков разработал настольный рентгеновский лазер, который можно применять для биологических, физических и других научных исследований, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. Считается, что широкое распространение рентгеновских лазеров в научных лабораториях повлечет за собой микро-революцию ..
2012-06-10 2171 0 Научные открытия
0
Открыт растительный материал жестче стали
Последние научные результаты, которые демонстрируют замечательные эксплуатационные характеристики растений, могут полностью изменить наши понятия о «зеленой архитектуре», сообщает defconc.ru. Действительно, недавно исследователи из Университета Пердью провели эксперимент с нанокристаллами целлюлозы и пришли к выводу, что материал, который ..
2013-12-24 2153 0 Научные открытия
-1
Астрономы проверили теорию Эйнштейна
Ученые вновь подвергли проверке общую теорию относительности (ОТО), на этот раз в космологических масштабах. Как сообщается на сайте Королевского астрономического общества Великобритании, результаты измерений ученых находятся в превосходном соответствии с предсказаниями теории тяготения Эйнштейна. В своих наблюдениях астрономы ..
2014-06-27 2165 0 Научные открытия
0
Объявлено о самом объемном доказательстве в математике
Ученые из США и Великобритании заявили о крупнейшем по объему занятой компьютерной памяти доказательстве в истории математики. Препринт с исследованием опубликован на сайте arXiv.org, кратко о нем сообщает издание Nature.Для решения булевой проблемы пифагоровых троек специалисты использовали суперкомпьютер Stampede Техасского ..
2016-05-29 1805 0 Научные открытия
0
Ученые рассказали о новом механизме передачи сигнала в мозге
Американские исследователи обнаружили ранее неизвестный способ передачи импульсов между нейронами. По их словам, этот процесс может происходить за счет слабых электрических полей, пишут ученые в The Journal of Neuroscience.В ряде предыдущих исследований в гиппокампе были зарегистрированы необычные медленные мозговые волны, ..
2016-01-15 1571 0 Научные открытия
0
Российские физики восстановили запутанность «распутавшегося» квантового света
Российские ученые разработали метод восстановления квантовой запутанности и проверили его экспериментально. Работа физиков расширяет возможности квантовой связи и квантовой криптографии. Результаты своих исследований они опубликовали в журнале Nature Photonics, а кратко о них сообщается в пресс-релизе Российского квантового центра, ..
2015-10-13 1579 0 Научные открытия
0
Стволовые клетки научились получать с помощью кислоты
Биологи из японского исследовательского института RIKEN и Гарвардской медицинской школы обнаружили, что зрелые клетки крови можно перепрограммировать в стволовые с помощью простой инкубации в кислой среде. Получившиеся клетки могут самостоятельно включаться в состав разных тканей. Работа опубликована ..
2014-01-31 1793 0 Научные открытия
0
Защитники мозга оказались его врагами
Ученые из Института Солка обнаружили белки, которые помогают держать головной мозг «в чистоте», убирая из него мертвые нейроны. Ими оказались рецепторы специальных иммунных клеток, которые при некоторых нейродегенеративных заболеваниях, наоборот, начинают ускорять разрушение мозга. Исследование ..
2016-04-08 2318 0 Научные открытия
2
Зеркальные нейроны отвечают за изучение языков
Исследователи университета штата Аризона заявили, что зеркальные нейроны, отвечающие за подражание и запоминание действий других, также играют важную роль в изучении второго языка, с новыми контекстами и особенностями построения фраз другого народа, сообщает rusday.net. Новое исследование должно ..
2013-12-29 2185 0 Научные открытия
0
Российские ученые проверили Стандартную модель на прочность
Коллаборация LHCb, работающая на Большом адронном колайдере (БАК), провела измерение параметра, описывающего превращение кварков b, в результате которого могли быть обнаружены неточности Стандартной модели. В исследовании принимали участие ученые из Новосибирского государственного университета (НГУ) и других ..
2015-07-30 6130 0 Научные открытия
0
Здоровье мозга можно оценивать по глазам
Самочувствие мозга можно оценивать по сетчатке глаза: нарушения в её сосудистой системе свидетельствуют о похожих проблемах в кровоснабжении мозга. По мнению американских врачей, чтобы узнать о состоянии мозга, не обязательно делать сложные и дорогостоящие анализы: достаточно взглянуть на сетчатку глаза. ..
2012-03-15 1991 0 Научные открытия
0
Ученые вырастили сетчатку из клеток крови
Фрагмент сетчатки глаза, демонстрирующий сложное строение с дифференциацией клеток по слоям, удалось получить американским биологам. Исследователи из компании Cellular Dynamics International и университета Висконсина вырастили относительно зрелую сетчатку глаза, воспользовавшись в качестве отправной точки Т-лимфоцитами, ..
2012-03-15 1949 0 Научные открытия
0
Российские физики ускорили исправление ошибок при квантовой передаче ключей
Российские физики разработали новый способ устранения ошибок, возникающих при передачи информации по квантовым каналам связи. Этот способ требует на 30 процентов меньше циклов проверок, чем при стандартном «слепом» методе, и раскрывает меньше подробностей о передаваемых ключах. Статья опубликована ..
2017-11-19 3807 0 Научные открытия
0
Атомный газ обменялся с кристаллом квантовыми состояниями
Испанские ученые впервые передали с помощью фотонов квантовые состояния между облаком холодных атомов рубидия-87 и кристаллом Pr3+:Y2SiO5. Статья опубликована в Nature.Чтобы построить квантовую сеть, необходимо не только сохранять квантовые состояния в течение долгого времени, но и передавать ..
2017-11-26 4556 0 Научные открытия
0