聖塔非研究所

摘要 數位計算機使用電路來實現計算,許多自然發生的系統(例如基因調控網路)也是如此

2022-09-02 · 已發表論文 · 更新 2026/03/18 下午11:26

摘要 數位計算機使用電路來實現計算,許多自然發生的系統(例如基因調控網路)也是如此。任何此類電路的拓撲結構都限制了在電路操作期間哪些變數可以物理耦合。我們研究了對物理耦合的這種限制如何影響運行電路的熱力學成本。為此,我們首先計算當我們在電路中運行給定閘時產生的最小附加熵產生。然後,我們在此計算的基礎上,分析使用包含多個連接閘的完整電路實現計算的熱力學成本如何取決於該電路的拓撲。…

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論文資訊

  • 類型:已發表論文
  • 日期:2022-09-02

摘要

數位計算機使用電路來實現計算,許多自然發生的系統(例如基因調控網路)也是如此。任何此類電路的拓撲結構都限制了在電路操作期間哪些變數可以物理耦合。我們研究了對物理耦合的這種限制如何影響運行電路的熱力學成本。為此,我們首先計算當我們在電路中運行給定閘時產生的最小附加熵產生。然後,我們在此計算的基礎上,分析使用包含多個連接閘的完整電路實現計算的熱力學成本如何取決於該電路的拓撲。該分析提供了一組豐富的新最佳化問題,如果電路設計者希望最大限度地降低熱力學成本,則必須解決這些問題。