聖塔非研究所

由於改變狀態的初始分佈而導致的熱力學成本

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 上午11:56

摘要 我們考慮服從局部詳細平衡並由外部系統驅動的非平衡系統,這樣對於狀態 x 是 X 的元素 q(X) 的某些初始分佈,不會消耗任何功。我們表明,如果初始分佈是 r(X) 不等於 q(X),則在該驅動下一般會耗散功,計算耗散功的量。然後我們使用這個結果來研究計算的熱力學。具體來說,我們假設將 X 劃分為一組由 v 標記的粗粒度“計算狀態”,是 V 的一個元素,並將這些計算狀態的…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #51
  • 日期:2026-03-18

摘要

我們考慮服從局部詳細平衡並由外部系統驅動的非平衡系統,這樣對於狀態 x 是 X 的元素 q(X) 的某些初始分佈,不會消耗任何功。我們表明,如果初始分佈是 r(X) 不等於 q(X),則在該驅動下一般會耗散功,計算耗散功的量。然後我們使用這個結果來研究計算的熱力學。具體來說,我們假設將 X 劃分為一組由 v 標記的粗粒度“計算狀態”,是 V 的一個元素,並將這些計算狀態的動態識別為在系統上運行的(可能有噪聲的)“計算”。我們將計算狀態的初始分佈確定為計算機輸入的分佈。如果這種計算機被設計為對於某些輸入分佈 q(V ) 不耗散任何功,而是與不同的輸入分佈 r(V ) 一起使用,我們會計算該計算機耗散的功。除了著名的蘭道爾成本之外,這種耗散的功是額外的熱力學計算成本。如果可能的輸入分佈存在機率分佈而不是單一分佈,我們也會計算額外的預期耗散功。