改變1bit所需要的理論最小能量是多少?

時間 2021-05-11 19:11:29

1樓:含光

根據蘭道爾(R. Landauer)原理,擦除乙個位元資訊在平衡態時至少要消耗能量kTln2~10^-21J(這裡k 是玻爾茲曼常數,T 是環境溫度)。這是因為每擦除1 bit 資訊,環境中的熵將增加kln2。

孫昌璞院士的這篇文章

麥克斯韋妖與資訊處理的物理極限

2樓:渣戰五

這個問題可以出在統計物理的作業裡面,這裡的『能量』可以認為是自由焓或者是自由能,玻爾茲曼指出熵增對應著自由焓的減少,或者說:

這裡E的量綱是能量,k是玻爾茲曼常數,T是溫度, 是微觀狀態的數量,減少微觀狀態的數量對應著能量的增大,所以

所以如果假設乙個bit的微觀狀態從沒有給定(0或1)到給定(譬如1),它的微觀狀態從2變成了1,也就是

所以絕對零度的時候,是不要錢的,室溫下,可以認為T=300K,帶入得到7.78meV(毫電子伏特),也就是如果你手頭只有乙個電子的話,加壓到7.78mV就能提供足夠多的能量.

3樓:

這要看怎麼定義1bit吧,理論上來說但凡有某種物質有多於兩個的狀態,且這些狀態可以被外界測量,都能用來定義乙個bit,再往後應該要需要一些量子力學的知識了

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