Hace una medición siempre requieren el intercambio de energía?

Question

Se puede medir algo acerca de algo sin la adición o extracción de energía a partir de ella?

Este comentario tiene me pregunto si hay una manera de medir una propiedad o una cantidad de algo sin algún tipo de intercambio de energía o de conversión de energía. Ella me pide un ejemplo, y yo no puedo pensar en ninguna ahora mismo.

Así que la respuesta que aquí se necesita algún, alguna, bien por ejemplo si la respuesta es sí.

Answer 1

En teoría no existe un límite en la cantidad de energía que debe ser intercambiada para hacer una medición, al menos directamente. Pero está limitada por el principio de Landauer cuando se inicializa la memoria que se necesita para registrar la medición. Efectivamente, la medición es la replicación de la información acerca de la medida del estado del sistema en el sistema de medición del estado. Esto significa que parte de la información sobre el sistema de medición del estado - que la medición se "desplaza" - debe de viento de hasta codificados en el medio ambiente y en última instancia lo que uno necesita para hacer el trabajo para expulsar a este exceso de entropía.

Así que usted tendrá que gastar de trabajo $k\,T\,\log 2$ inicializar la memoria que se necesita para registrar cada bit de información que mide.

Durante algún tiempo después de Szilard pensamiento hasta su famoso Szilard motor de un experimento de pensamiento (1929) se cree que el mecanismo por el cual el motor cumplido con la segunda ley era exactamente lo que se necesita una cantidad de trabajo igual a $k\,T\,\log 2$ a medir un poco de información acerca de un estado del sistema.

Sin embargo, esto fue demostrado no ser así por varios experimentos de pensamiento, en particular la Fredkin-Toffoli Bola de Billar Equipo. En este dispositivo, el registro interno de los estados pueden ser votados sin gasto de energía. Una excelente revisión de estas y otras ideas se encuentra en

Charles Bennett, "La Termodinámica de la Computación: Una Revisión", Int. J. Theo. Phys., 21, Nº 12, 1982

Como se discutió en el Bennett papel, el trabajo de entrada a la Szilard motor que la segunda ley requeriría que es necesaria para "olvidar" bits de información, como resumo en mi respuesta aquí. Cuando usted hace una medición, es necesario "hacer lugar" para "olvidar" el estado anterior del sistema de codificar esa medición.