作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 信用:普罗斯曼斯，埃里奇& ampBechhoefer 随机热力学理论是一个框架，它描述了小的(即大的)热、动力学和熵的数量
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介观的)远离热力学平衡状态的系统
近年来，科学家们试图利用这一理论来更好地理解各种系统的动力学基础，包括胶体粒子、DNA、RNA、酶、分子马达和电子设备
在最近发表在《物理评论快报》上的一篇论文中，西蒙·弗雷泽大学的研究人员将随机热力学与另一种被称为最佳传输理论的理论相结合，旨在揭示在一定时间内从设备中擦除一位信息的热力学成本
最佳运输理论是在18世纪末引入的一个框架，它回答了这样的问题:“如果一个人必须把泥土从桩A移动到桩B，应该如何运送它以最小化把它从一个地方运输到另一个地方所需的努力？” 大约十年前，理论物理学家埃里克·奥瑞尔和其他研究人员意识到，最优输运理论也可以用来解决各种源于热力学领域的优化问题
在他们最近的研究中，西蒙·弗雷泽大学的研究小组根据奥瑞尔和他的同事们介绍的技术进行了计算
“我们的论文是基于随机热力学的一般框架，”进行这项研究的研究人员之一卡雷尔·普罗斯曼斯告诉《物理》杂志
（同organic）有机
“通过将这一理论与最佳运输理论的思想相结合，就有可能计算出非平衡过程的最小热力学成本
我们用这些想法把朗道原理推广到有限时间过程
" 一部关于研究人员创造的位擦除的短片
信用:普罗斯曼斯，埃里奇& ampBechhoefer
朗道原理是概述信息处理热力学的主要原理，它为执行给定计算时设备消耗的能量设定了理论下限
因此，它还提供了一个特定的值，该值代表从设备(即
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每比特kT ln2，其中k是玻尔兹曼常数，T是周围环境的温度)
然而，这一最小成本通常仅在执行非常缓慢的操作时实现
另一方面，在他们的研究中，普罗斯曼斯和他的同事开始寻找最有效的方法，在设定的时间内快速擦除设备上的一个位
普罗斯曼斯说:“假设我们对影响粒子的作用力有完全的控制，我们已经推导出了在给定的时间内最大限度地减少擦除一点信息所需的工作的协议。”
“在这样做的过程中，我们还推导出了擦除一个位所需工作量的简单下限
" 普罗斯曼斯和他的同事最近进行的研究得出了两个重要的发现
首先，研究人员能够计算出从设备上擦除一个位所需的最小工作量的上限和下限
在未来，这些界限可以作为评估先进设备和实验平台性能的参考
此外，研究人员提出的框架可以用来构建从电子设备中擦除位的最佳协议
“到目前为止，我们一直专注于理论计算，”普罗斯曼斯说
“我们的下一步将是在实验系统上测试我们的界限
特别是，我们将研究光镊中由胶体粒子组成的装置
我们想回答的另一个有趣的问题是，当一个人对系统的控制有限时，我们的界限变化得有多好
"
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