Landauer's principle
लैंडाउर का सिद्धांत गणना की ऊर्जा खपत की निचली सैद्धांतिक सीमा से संबंधित एक भौतिक सिद्धांत है। इसका मानना है कि कंप्यूटर में संग्रहीत जानकारी में एक अपरिवर्तनीय परिवर्तन, जैसे कि दो कम्प्यूटेशनल पथों का विलय, इसके आसपास के वातावरण में न्यूनतम मात्रा में गर्मी को नष्ट कर देता है। इस सिद्धांत को पहली बार 1961 में रॉल्फ लैंडाउर द्वारा प्रस्तावित किया गया था। बयान लैंडॉयर के सिद्धांत में कहा गया है कि एक बिट जानकारी को मिटाने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा उस तापमान के समानुपाती है जिस पर प्रणाली काम कर रही है। अधिक विशेष रूप से, इस कम्प्यूटेशनल कार्य के लिए आवश्यक ऊर्जा इस बात से दी जाती है कि बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक कहाँ है। कमरे के तापमान पर, लैंडाउर सीमा लगभग एक ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करती है। आधुनिक कंप्यूटर प्रति ऑपरेशन लगभग एक अरब गुना अधिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं। रॉल्फ लैंडाउर ने पहली बार 1961 में आई. बी. एम. में काम करते हुए इस सिद्धांत का प्रस्ताव रखा था। उन्होंने जॉन वॉन न्यूमैन के पहले के अनुमान को उचित ठहराया और महत्वपूर्ण सीमाएँ बता दीं। इस कारण से, इसे कभी-कभी केवल लैंडाउर बाउंड या लैंडाउर सीमा के रूप में संदर्भित किया जाता है। 2008 और 2009 में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि लैंडाउर का सिद्धांत ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम और सूचना लाभ से जुड़े एन्ट्रापी परिवर्तन से प्राप्त किया जा सकता है, जिससे क्वांटम और शास्त्रीय प्रतिक्रिया-नियंत्रित प्रणालियों के ऊष्मागतिकी का विकास होता है। 2011 में, इस सिद्धांत को यह दिखाने के लिए सामान्यीकृत किया गया था कि जबकि सूचना उन्मूलन के लिए एन्ट्रापी में वृद्धि की आवश्यकता होती है, यह वृद्धि सैद्धांतिक रूप से बिना किसी ऊर्जा लागत के हो सकती है। इसके बजाय, लागत को एक अन्य संरक्षित मात्रा में लिया जा सकता है, जैसे कि कोणीय संवेग। नेचर में प्रकाशित 2012 के एक लेख में, इकोले नॉर्मल सुपररीयर डी ल्योन, ऑग्सबर्ग विश्वविद्यालय और कैसरस्लॉटर्न विश्वविद्यालय के भौतिकविदों की एक टीम ने वर्णन किया कि पहली बार उन्होंने एक व्यक्तिगत बिट डेटा को मिटाने पर जारी गर्मी की छोटी मात्रा को मापा है। 2014 में, भौतिक प्रयोगों ने लैंडाउर के सिद्धांत का परीक्षण किया और इसकी भविष्यवाणियों की पुष्टि की। 2016 में, शोधकर्ताओं ने ऊर्जा अपव्यय की मात्रा को मापने के लिए एक लेजर जांच का उपयोग किया, जिसके परिणामस्वरूप एक नैनोमैग्नेटिक बिट ऑफ से ऑन हो गया। बिट को फ़्लिप करने के लिए 26 मिलीइलेक्ट्रोनवोल्ट (4.2 ज़ेप्टोजूल) की आवश्यकता होती है। नेचर फिजिक्स में प्रकाशित 2018 के एक लेख में उच्च-स्पिन (एस = 10) क्वांटम आणविक चुंबकों की एक श्रृंखला पर क्रायोजेनिक तापमान पर किए गए लैंडॉयर इरेजर को दिखाया गया है। सरणी को एक स्पिन रजिस्टर के रूप में कार्य करने के लिए बनाया गया है जहां प्रत्येक नैनोमैग्नेट एक बिट जानकारी को कूटबद्ध करता है। इस प्रयोग ने लैंडाउर सिद्धांत की वैधता को क्वांटम क्षेत्र तक बढ़ाने की नींव रखी है। प्रयोग में उपयोग किए गए एकल स्पिन की तेज गतिशीलता और कम "जड़ता" के कारण, शोधकर्ताओं ने यह भी दिखाया कि कैसे एक उन्मूलन ऑपरेशन को सबसे कम संभव थर्मोडायनामिक लागत पर किया जा सकता है-जो लैंडौर सिद्धांत द्वारा लगाया गया है-और उच्च गति से। चुनौती इस सिद्धांत को व्यापक रूप से भौतिक कानून के रूप में स्वीकार किया जाता है, लेकिन हाल के वर्षों में इसे सर्कुलर रीजनिंग और दोषपूर्ण धारणाओं का उपयोग करने के लिए चुनौती दी गई है, विशेष रूप से इयरमैन और नॉर्टन (1998) में, और बाद में शेनकर (2000) और नॉर्टन (2004,2011) में, और बेनेट (2003), लेडीमैन एट अल द्वारा बचाव किया गया। (2007), और जॉर्डन और मणिकंदन द्वारा (2019)। अन्य शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि लैंडाउर का सिद्धांत ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम और सूचना लाभ से जुड़े एन्ट्रापी परिवर्तन का परिणाम है। दूसरी ओर, गैर-संतुलन सांख्यिकीय भौतिकी में हाल की प्रगति ने स्थापित किया है कि तार्किक और ऊष्मागतिकीय प्रत्यावर्तनशीलता के बीच कोई प्राथमिक संबंध नहीं है। यह संभव है कि एक भौतिक प्रक्रिया तार्किक रूप से प्रतिवर्ती हो लेकिन ऊष्मागतिकीय रूप से अपरिवर्तनीय हो। यह भी संभव है कि एक भौतिक प्रक्रिया तार्किक रूप से अपरिवर्तनीय है लेकिन ऊष्मागतिकीय रूप से प्रतिवर्ती है। सबसे अच्छा, एक तार्किक रूप से प्रतिवर्ती प्रणाली के साथ एक गणना को लागू करने के लाभ सूक्ष्म हैं। 2016 में, पेरूगिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने लैंडौर के सिद्धांत के उल्लंघन का प्रदर्शन करने का दावा किया। हालांकि, लास्लो किश (2016) के अनुसार, उनके परिणाम अमान्य हैं क्योंकि वे "ऊर्जा अपव्यय के प्रमुख स्रोत की उपेक्षा करते हैं, अर्थात्, इनपुट इलेक्ट्रोड की धारिता की चार्जिंग ऊर्जा"। मार्गोलस-लेविटिन प्रमेय ब्रेमरमैन की सीमा बेकेनस्टीन बाध्य कोल्मोगोरोव जटिलता ऊष्मागतिकी और सूचना सिद्धांत में एन्ट्रापी सूचना सिद्धांत जारज़िन्स्की समानता गणना की सीमाएँ विस्तारित मस्तिष्क थीसिस मैक्सवेल का दानव कूमी का नियम संदर्भ आगे पढ़ना बाहरी लिंक लैंडॉयर के सिद्धांत की वैधता पर सार्वजनिक बहस (भौतिक सूचना विज्ञान में गर्म विषय सम्मेलन, 12 नवंबर, 2013) लैंडॉयर के सिद्धांत और प्रतिवर्ती कंप्यूटिंग पर परिचयात्मक लेख मारोनी, ओ. जे. ई. सूचना प्रसंस्करण और ऊष्मागतिकीय एन्ट्रापी "द स्टैनफोर्ड एनसाइक्लोपीडिया ऑफ फिलॉसफी। Eurekalert.org: "चुंबकीय स्मृति और तर्क अंतिम ऊर्जा दक्षता प्राप्त कर सकते हैं", 1 जुलाई, 2011 थर्मोडायनामिक एन्ट्रापी एन्ट्रापी और सूचना तापीय और सांख्यिकीय भौतिकी के दर्शन सिद्धांत गणना की सीमाएँ