Энергия, необходимая для обработки информации

[Freude]

AlexDem в сообщении #985522 писал(а):

Freude в сообщении #985520 писал(а):

Если эти два процесса вынести за скобки, то и обратимость и нулевой энергетический порог становятся возможными.

Отсюда, видимо, следует, что затраты энергии не зависят от сложности вычислений? Т.е. задали начальное состояние, после этого компьютер греться перестал...

Становятся возможными - это не значит что эти процессы реализованы в компьютерах. Мы говорим о предельном случае, когда вообще ничего не происходит. Т.е. даже операция "ничего не делания" скушает энергию только из-за того, что мы должны прочитать состояние и убедиться, что ничего не произошло.

[AlexDem]

Freude в сообщении #985524 писал(а):

Становятся возможными - это не значит что эти процессы реализованы в компьютерах.

Об этом задумываются, т.к. пока ещё до самого этого предела не добрались - затраты энергии слишком велики.

-- менее минуты назад --

AlexDem в сообщении #985522 писал(а):

Отсюда, видимо, следует, что затраты энергии не зависят от сложности вычислений?

Вообще-то не знаю, надо смотреть, действительно - чем сложнее алгоритм, тем, наверное, больше будет объём этой памяти для хранения шлака, если её каждый раз нужно переустанавливать, то, быть может, и не получится выигрыша.

[leslie.nilsen]

Munin в сообщении #985254 писал(а):

Итак, вы не можете в предоставленную вам формулу подставить числа? Можете считать, что формула $k_B T \ln 2$ записана в СИ.

Нет, не могу Получается необходимо умножить постоянную Больцмана на один Кельвин.

Munin в сообщении #985254 писал(а):

Опять цитируете без указания источника, и даже без использования тега цитирования. Так нельзя. Это же не вы же от своего лица заявляете, что "выражением называют...".

Простите, не подумал. Это из той же цитаты, что привел Freude.

Тут речь шла о квантовом компьютере. Теоретически квантовые вычисления обратимы, или должны быть обратимыми. Но проблема в том, что полноценный квантовый компьютер не создан и вряд ли это будет возможно (очень может быть, что законы Природы не позволяют создать такое).

Но у меня другой пример. У нас есть ящик, в который можно поместить десять прямоугольников одинакового размера. Помещаем в него пять. Задали начальные условия. Прямоугольники (1 в бинарной системе) расположены в ящике случайным образом, так что и пустые места (0 в бинарной системе) тоже случайны. Пусть прямоугольники могут двигаться в ящике, меняя расположение (система сама эволюционирует). Затраты энергии есть? И еще. Где информация? В закрытом ящике, или в мыслях наблюдателя, который следит и записывает все перемещения прямоугольников?

[arseniiv]

leslie.nilsen в сообщении #985565 писал(а):

Получается необходимо умножить постоянную Больцмана на один Кельвин.

И за чем же дело стало? $x\cdot1=x$, только размерности умножить надо будет. (И куда подевался логарифм двух?)

[Freude]

Ящик - хороший пример физической НЕинформационной системы- там случайно располагаюстя кубики, которые случайно меняют свое положение с течением времени. Чтобы создать информационную систему небходим другой ящик, в котором кубики будут упорядочены и порядок в котором можно контролировать. Перекладывание кубика из хаотичного ящика в информационный требует энергии, которая здесь и обсуждается. Идея AlexDem заключается в том, что в этом изолированном (информационном) ящике можно перемещать кубики, совершая вычисления, а энергию, которая выделится или поглотится, сохранять и использовать снова на дальнейшее перемещение кубиков. Моя позиция заключается в том, что наше взаимодействие с информационной системой все равно будет происходить через хаотичный ящик, поскольку нет физической возможности сохранить энергию, кроме как передать ее кубикам в хаотическом ящике. Поэтому минимальной энергией вычислений является энергия перемещение одного кубика из информационного ящика в хаотичный.

[AlexDem]

Freude в сообщении #985576 писал(а):

Идея AlexDem заключается в том, что в этом изолированном (информационном) ящике можно перемещать кубики, совершая вычисления, а энергию, которая выделится или поглотится, сохранять и использовать снова на дальнейшее перемещение кубиков.

Нет, идея не моя - я её вычитал уже не помню и где, когда знакомился с обратимыми вычислениями. Там идея была высказана примерно в такой форме: допустим, нам нужно выставить значение некоторого бита. Как это делается сейчас: сперва бит соединяется с землёй, чтобы убрать возможно присутствующую там 1, а потом - с шиной данных, получая 1, если там есть напряжение, или сохраняя 0, если его там нет (грубо). То есть в момент заземления весь заряд полностью уходит в тепло. А если бы мы предварительно соединили эту ячейку с другой, которую нужно выставить в 1, то половину заряда бы спасли. Вроде бы так, но за давностью лет я не уверен.

-- менее минуты назад --

Здесь я высказал другую идею - что кубики перемещаются сами по себе. Почему мы не можем просто использовать эти их перемещения без того, чтобы затратить энергию - хороший вопрос.

[leslie.nilsen]

Freude в сообщении #985576 писал(а):

Ящик - хороший пример физической НЕинформационной системы- там случайно располагаюстя кубики, которые случайно меняют свое положение с течением времени. Чтобы создать информационную систему небходим другой ящик, в котором кубики будут упорядочены и порядок в котором можно контролировать. Перекладывание кубика из хаотичного ящика в информационный требует энергии, которая здесь и обсуждается.

Если кубики будут достаточно долгое время случайно менять местоположение, то в какой то момент времени появится некая упорядоченность.

-- 04.03.2015, 19:03 --

AlexDem в сообщении #985592 писал(а):

Здесь я высказал другую идею - что кубики перемещаются сами по себе. Почему мы не можем просто использовать эти их перемещения без того, чтобы затратить энергию - хороший вопрос.

Потому что квантовый компьютер невозможен.

[AlexDem]

(Оффтоп)

leslie.nilsen в сообщении #985603 писал(а):

Потому что квантовый компьютер невозможен.

Докажите

[leslie.nilsen]

(Оффтоп)

AlexDem в сообщении #985605 писал(а):

Докажите

Это скорее ИМХО Прошу прощения, но он ведь до сих пор не создан.

[AlexDem]

AlexDem в сообщении #985592 писал(а):

Нет, идея не моя - я её вычитал уже не помню и где, когда знакомился с обратимыми вычислениями.

Вот чем-то похожая статья, хотя не та: Консервативная логика

[Munin]

leslie.nilsen в сообщении #985606 писал(а):

Это скорее ИМХО :oops: Прошу прощения, но он ведь до сих пор не создан.

Создан или не создан, а слово "имхо" пропускать нельзя. И вообще, в науке имхи роли не играют. В науке роль играют доказательства и эксперименты. Вот докажете - тогда ваше имхо будет что-то значить. А пока это пустой трёп, и незачем его даже произносить.

-- 04.03.2015 19:11:19 --

leslie.nilsen в сообщении #985565 писал(а):

Получается необходимо умножить постоянную Больцмана на один Кельвин.

Скажите, вот автомобиль ехал со скоростью 60 км/ч на протяжении 1 часа. Вы сможете вычислить, сколько он проехал, или тоже испугаетесь необходимости умножить одну размерную величину на другую размерную величину?

[AlexDem]

AlexDem в сообщении #985527 писал(а):

Вообще-то не знаю, надо смотреть, действительно - чем сложнее алгоритм, тем, наверное, больше будет объём этой памяти для хранения шлака, если её каждый раз нужно переустанавливать, то, быть может, и не получится выигрыша.

Не знаю, вот что нашёл (без источников, так что как есть): М.Г.Иванов - Как понимать квантовую механику, с. 304

Цитата:

Доказано, что любое классическое вычисление всегда можно провести обратимым образом так, чтобы все дополнительные ячейки памяти, которые не используются для записи входа и выхода, в начале и конце процесса были в состоянии 0

- что-то больно оптимистично, там все лишние биты на выход, видимо, подаются. Но, возможно, их количество фиксировано.