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热力学:纯信息所消耗的能量

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2022-08-07 10:16
所有电气设备都需要能源,这是因为它们输出能量。灯泡产生光来照亮房间,微波炉产生微波辐射来加热饭菜,汽车产生动能来加速自身和乘客。基本上,每个电气设备都有一个能量输入,然后输出一部分有用的能量,而另一部分能量被耗散在摩擦、振动和热之类的东西上。但计算机处理器不同,它的功能不是点亮、加热某物或四处移动。当我们要求它计算123乘以456时,我们并不期望得到任何有用的能量。我们想要的只是让它操纵信息,翻转一组0和1并给我们答案。那么这是否意味着处理器使用的能量都是耗散的能量呢?如果我们有一个能消除这些能量损失的办法,那么计算机处理器可以完全不用能量运行吗?事实证明,答案是否定的,因为信息本身也有其自身的能源成本,这个成本是由一个称为兰道尔极限的原则设定的。该原则规定翻



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