Справочный документ для вспомогательной информации -- отношение энергии (kTln2Jbit).(kTln⁡2Jbit).\left(kT \ln2 \rm\frac{J}{bit}\right)\;.

В ответ на Демоническую Константу Максвелла (информационно-энергетическая эквивалентность) утверждается, что один бит информации позволяет совершать к Т ⋅ п ⁡ 2 Джоули работы. Какой документ подтверждает тезис? (много публикаций по демону Максвелла, машине Сциларда, принципу Ландауэра).

Ответы (1)

См., например, стр. 3

http://arxiv.org/abs/0707.3400

Бессмысленно приписывать это простое частное озарение «первооткрывателю»; все эти соображения следует связывать с Людвигом Больцманом, который знал ответ, хотя в то время информация в физике считалась непрерывной.

Можно легко получить результат. Например, поместите одну молекулу идеального газа в сосуд, узнайте, в какой половине сосуда находится молекула (один бит информации), и поставьте посредине барьер.

Вы сможете позволить молекуле выполнять работу и расширяться от В / 2 к исходному объему В . Молекула сделает работу

Вт "=" ∫ В / 2 В п г В "=" ∫ В / 2 В к Т В г В "=" к Т п ⁡ В В / 2 "=" к Т п ⁡ 2
где я использовал п В "=" Н к Т для Н "=" 1 молекула идеального газа. В более общем случае вам не нужно рассматривать идеальный газ. Достаточно вспомнить, как работа связана со свободной энергией, Е − Т С . Уменьшить энтропию подсистемы на один бит, т.е. к п ⁡ 2 (посмотрите на формулу могилы Больцмана , чтобы узнать, почему это значение), мы должны изменить Е − Т С к к Т п ⁡ 2 .

Мне нравятся хорошие простые и хорошо объясненные ответы +1
Одно примечание, вы используете один символ Е для двух разных величин?
@LubošMotl: Не означает ли это, что информация — это скорее контроль энергии (которую можно получить, манипулируя T), а не энергии?
Дорогой Пигмалион, я изменил один Е к Вт . Штеффен, информация определенно "не является" энергией. Это разные количества. Но, как и почти любая пара величин в физике, они могут иметь различные отношения, и могут существовать важные истинные предложения, в которых они появляются обе. При фиксированной температуре Т , как вы сказали, 1 бит позволяет выполнять к Т п ⁡ 2 работы. Но это не означает, что энергия и информация — одно и то же, например, потому что Т не является универсальной константой. Это температура, другое количество. Точно так же мы не говорим, что напряжение и ток — это одно и то же.
Хороший ответ, правда. Не могли бы вы объяснить подробнее, почему вы упоминаете свободную энергию? Е − Т С и необходимость его замены К Т л н 2 чтобы уменьшить энтропию на один бит? Насколько я понимаю, Сцилард считал, что процесс измерения требует рассеяния, поэтому парадокс исчезает. Однако, как показал Беннет, получение информации не обязательно влечет за собой рассеяние. Именно необходимость вернуться в подходящее для измерения состояние представляет собой необратимый процесс (поскольку он предполагает логическую необратимость). Что Вы думаете об этом?
Справочный документ для вспомогательной информации -- отношение энергии (kTln2Jbit).(kTln⁡2Jbit).\left(kT \ln2 \rm\frac{J}{bit}\right)\;.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v