Letter 物理：情報と熱力学を関係付けるランダウアーの原理の実験による検証 2012年3月8日 Nature 483, 7388 doi: 10.1038/nature10872 ロルフ・ランダウアーは1961年に、情報の消去は散逸過程であると論じた。古典情報1ビットを削除する際には、熱エネルギーに比例し、ランダウアー限界と名付けられた最小量の熱が必ず発生する。この論理的に不可逆な変換の直接的結果は、その環境のエントロピーの有限量の増加である。このことは、情報理論と計算機科学にとって根本的に重要であるにもかかわらず、この消去原理はこれまで実験により検証されたことがない。その主要な障害は、低散逸領域で単一粒子実験を行うことが難しいことである。本論文では、1ビットメモリの一般的なモデルでランダウアーの限界が存在することを実験により示す。変調した二重井戸型ポテンシャル中に捕獲した単一コロイド粒子の系を使って、長い消去サイクルの極限において、平均の散逸熱がランダウアー限界で飽和することを示した。この結果は、情報理論と熱力学との間の密接な関係を実証しており、さらに不可逆計算の究極的な物理限界を明らかにしている。 Full Text PDF 目次へ戻る
