Principio di Landauer

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Il principio di Landauer, formulato per la prima volta nel 1961 da Rolf Landauer[1] presso l'IBM, prevede che l'eliminazione di bit di informazione produca una quantità di calore che non possa essere diminuita oltre un determinato limite. Il principio di Landauer conferma quindi il secondo principio della temodinamica ed è stato dimostrato sperimentalmente[2][3] Il campo di studi che si occupa di questi problemi è quello dell'informazione quantistica, che è uno dei più vitali della fisica contemporanea; il paradosso del diavoletto di Maxwell è in gran parte ancora attuale.

Il principio di Landauer descrive il limite di Landauer, che fissa il minimo ammontare di energia che possa cambiare un bit di informazione ed è formulato come segue:

W = kT \ln 2

dove:

A 25 °C (temperatura ambiente o 298,15 kelvin), il limite di Landauer rappresenta un'energia approssimativamente pari a 0,0178 elettronvolt. Teoricamente un computer operante a temperatura ambiente potrebbe commutare un miliardo di bit al secondo consumando solo 2,85 picowatt. La legge di Moore prevede di raggiungere questo limite tra il 2030 e il 2035.[4]

Se non è cancellata nessuna informazione la computazione può essere termodinamicamente reversibile e non richiede alcun rilascio di calore. Tutto ciò ha portato allo sviluppo della computazione reversibile. L'unico modo per superare questo limite secondo Charles H. Bennett è lo sviluppo di nuove tecnologie, come il computer quantistico o la computazione reversibile.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Rolf Landauer, Irreversibility and heat generation in the computing process in IBM Journal of Research and Development, vol. 5, 1961, pp. 183-191.
  2. ^ (EN) Antoine Bérut, altri, Experimental verification of Landauer’s principle linking information and thermodynamics in Nature, nº 483, 8 marzo 2012, pp. 187–189, DOI:10.1038/nature10872.
  3. ^ Il costo inevitabile della cancellazione di un bit in Le Scienze, 8 marzo 2012.
  4. ^ Questa affermazione è senza fonte e nella forma in cui è scritta si presta a interpretazioni errate.