Landauer's principle
لینڈاؤر کا اصول ایک جسمانی اصول ہے جو حساب کی توانائی کی کھپت کی نچلی نظریاتی حد سے متعلق ہے۔ اس کا ماننا ہے کہ کمپیوٹر میں ذخیرہ شدہ معلومات میں ناقابل واپسی تبدیلی، جیسے کہ دو کمپیوٹیشنل راستوں کو ضم کرنا، اس کے ارد گرد کم سے کم حرارت کو ختم کر دیتا ہے۔ یہ اصول سب سے پہلے 1961 میں رالف لینڈاؤر نے پیش کیا تھا۔ بیان لینڈاؤر کے اصول میں کہا گیا ہے کہ ایک چھوٹی سی معلومات کو مٹانے کے لیے درکار کم از کم توانائی اس درجہ حرارت کے متناسب ہے جس پر نظام کام کر رہا ہے۔ مزید خاص طور پر، اس کمپیوٹیشنل کام کے لیے درکار توانائی بولٹزمین مستقل کہاں ہے اس سے دی جاتی ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر، لینڈاؤر کی حد تقریبا ایک توانائی کی نمائندگی کرتی ہے۔ جدید کمپیوٹر فی آپریشن تقریبا ایک ارب گنا زیادہ توانائی استعمال کرتے ہیں۔ رالف لینڈاؤر نے پہلی بار 1961 میں آئی بی ایم میں کام کرتے ہوئے اس اصول کی تجویز پیش کی۔ انہوں نے جان وان نیومن کے پہلے قیاس آرائی کو جواز پیش کیا اور اہم حدود بیان کیں۔ اس وجہ سے، اسے بعض اوقات صرف لینڈاؤر باؤنڈ یا لینڈاؤر کی حد کہا جاتا ہے۔ 2008 اور 2009 میں، محققین نے دکھایا کہ لینڈاؤر کا اصول تھرموڈینامکس کے دوسرے قانون اور معلومات کے حصول سے وابستہ اینٹروپی تبدیلی سے اخذ کیا جا سکتا ہے، جس سے کوانٹم اور کلاسیکی فیڈ بیک کنٹرولڈ سسٹمز کی تھرموڈینامکس تیار ہوتی ہے۔ 2011 میں، اس اصول کو یہ ظاہر کرنے کے لیے عام کیا گیا تھا کہ اگرچہ معلومات کے خاتمے کے لیے اینٹروپی میں اضافے کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن یہ اضافہ نظریاتی طور پر بغیر کسی توانائی کی لاگت کے ہو سکتا ہے۔ اس کے بجائے، لاگت کو ایک اور محفوظ شدہ مقدار میں لیا جا سکتا ہے، جیسے کہ کونیی مومنٹم۔ 2012 میں نیچر میں شائع ہونے والے ایک مضمون میں، ایکول نارمل سپریئر ڈی لیون، آگسبرگ یونیورسٹی اور یونیورسٹی آف کیسرسلاؤٹرن کے طبیعیات دانوں کی ایک ٹیم نے بیان کیا کہ پہلی بار انہوں نے انفرادی ڈیٹا کے مٹ جانے پر خارج ہونے والی گرمی کی چھوٹی مقدار کی پیمائش کی ہے۔ 2014 میں، جسمانی تجربات نے لینڈاؤر کے اصول کی جانچ کی اور اس کی پیش گوئیوں کی تصدیق کی۔ 2016 میں، محققین نے توانائی کی کھپت کی مقدار کی پیمائش کے لیے لیزر پروب کا استعمال کیا جس کے نتیجے میں ایک نینو مقناطیسی بٹ آف سے آن پر پلٹ گیا۔ بٹ کو پلٹانے کے لیے 26 ملی الیکٹرون وولٹ (4.2 زیپٹوجول) کی ضرورت ہوتی ہے۔ نیچر فزکس میں شائع ہونے والے 2018 کے ایک مضمون میں ہائی اسپن (S = 10) کوانٹم مالیکیولر میگنےٹس کی ایک صف پر کریوجینک درجہ حرارت پر انجام دی جانے والی لینڈاؤر کے خاتمے کو نمایاں کیا گیا ہے۔ صف کو ایک اسپن رجسٹر کے طور پر کام کرنے کے لیے بنایا گیا ہے جہاں ہر نینو میگنیٹ معلومات کا ایک ٹکڑا انکوڈ کرتا ہے۔ اس تجربے نے لینڈاؤر اصول کی صداقت کو کوانٹم دائرے تک بڑھانے کی بنیاد رکھی ہے۔ تجربے میں استعمال ہونے والے سنگل اسپن کی تیز رفتار حرکیات اور کم "جمود" کی وجہ سے، محققین نے یہ بھی دکھایا کہ کس طرح سب سے کم ممکنہ تھرموڈینامک لاگت-جو لینڈوئر اصول کے ذریعہ عائد کی گئی ہے-اور تیز رفتار سے مٹانے کا عمل انجام دیا جا سکتا ہے۔ چیلنجز اس اصول کو بڑے پیمانے پر جسمانی قانون کے طور پر قبول کیا جاتا ہے، لیکن حالیہ برسوں میں اسے سرکلر استدلال اور ناقص مفروضوں کے استعمال کے لیے چیلنج کیا گیا ہے، خاص طور پر ایرمین اور نارٹن (1998) میں، اور اس کے بعد شینکر (2000) اور نارٹن (2004، 2011) میں، اور بینیٹ (2003)، لیڈی مین اور دیگر نے اس کا دفاع کیا۔ (2007)، اور بذریعہ اردن اور مانیکنڈن (2019)۔ دوسرے محققین نے دکھایا ہے کہ لینڈاؤر کا اصول تھرموڈینامکس کے دوسرے قانون اور معلومات کے حصول سے وابستہ اینٹروپی تبدیلی کا نتیجہ ہے۔ دوسری طرف، غیر توازن شماریاتی طبیعیات میں حالیہ پیشرفتوں نے یہ ثابت کیا ہے کہ منطقی اور تھرموڈینامک الٹ پلٹ کے درمیان کوئی ترجیحی تعلق نہیں ہے۔ یہ ممکن ہے کہ ایک جسمانی عمل منطقی طور پر بدلنے کے قابل ہو لیکن تھرموڈینامک طور پر ناقابل واپسی ہو۔ یہ بھی ممکن ہے کہ ایک جسمانی عمل منطقی طور پر ناقابل واپسی لیکن تھرموڈینامک طور پر ناقابل واپسی ہو۔ بہترین طور پر، منطقی طور پر ریورسیبل سسٹم کے ساتھ کمپیوٹیشن کو لاگو کرنے کے فوائد باریک ہیں۔ 2016 میں، یونیورسٹی آف پیروگیا کے محققین نے لینڈاؤر کے اصول کی خلاف ورزی کا مظاہرہ کرنے کا دعوی کیا۔ تاہم، لاسلو کش (2016) کے مطابق، ان کے نتائج غلط ہیں کیونکہ وہ "توانائی کی کھپت کے غالب ذریعہ، یعنی ان پٹ الیکٹروڈ کی صلاحیت کی چارجنگ توانائی کو نظر انداز کرتے ہیں"۔ مارگولس-لیوٹین تھیوریم بریمرمین کی حد بیکنسٹائن باؤنڈ کولموگوروف پیچیدگی تھرموڈینامکس اور انفارمیشن تھیوری میں اینٹروپی انفارمیشن تھیوری جارزینسکی مساوات کمپیوٹیشن کی حدود توسیعی دماغ کا مقالہ میکسویل کا شیطان کومی کا قانون حوالہ جات مزید پڑھنا بیرونی روابط لینڈاؤر کے اصول کی صداقت پر عوامی بحث (کانفرنس ہاٹ ٹاپکس ان فزیکل انفارمیٹکس، 12 نومبر 2013) لینڈاؤر کے اصول اور ریورسیبل کمپیوٹنگ مارونی، او جے ای پر تعارفی مضمون۔ انفارمیشن پروسیسنگ اینڈ تھرموڈینامک اینٹروپی "دی اسٹینفورڈ انسائیکلوپیڈیا آف فلاسفی۔ Eurekalert.org: "مقناطیسی میموری اور منطق حتمی توانائی کی کارکردگی حاصل کر سکتی ہے"، یکم جولائی 2011 تھرموڈینامک اینٹروپی اینٹروپی اور معلومات فلسفہ تھرمل اور شماریاتی طبیعیات کے اصول حساب کی حدود