Принцип Ландауэра

Принцип Ландауэра — принцип, сформулированный в 1961 году американским физиком Рольфом Ландауэром (работал в исследовательских лабораториях IBM). Он устанавливает фундаментальную связь между информацией и физикой, подчёркивая, что информация — не абстрактное понятие, а физическая сущность, подчинённая законам термодинамики. Основная формулировка принципа гласит, что в любой вычислительной системе, независимо от её физической реализации, при потере одного бита информации выделяется теплота в количестве по крайней мере: W = k_B · T · ln 2, где: W — количество выделившегося тепла (в джоулях); k_B — постоянная Больцмана; T — абсолютная температура термостатирующей среды (в кельвинах). Иными словами, стирание одного бита информации требует по меньшей мере k_B · T · ln 2 джоулей энергии. Некоторые ключевые аспекты принципа: Связь с энтропией. Процесс стирания информации является необратимым и связан с увеличением энтропии. Согласно второму началу термодинамики, любое необратимое изменение в системе сопровождается увеличением энтропии, что приводит к выделению тепла. Связь с логической обратимостью. Только необратимые логические операции требуют затрат энергии на стирание информации. Обратимые вычисления, например с использованием вентилей Туффи или Фредкина, могут в принципе осуществляться без термодинамической диссипации. Связь с теорией информации. Принцип Ландауэра является термодинамическим эквивалентом второй теоремы Шеннона о пределе сжатия информации: он указывает...