Entiendo que una reversible equipo no disipar el calor a través de la Landauer del principio mientras se ejecuta - el estado de la memoria en todo momento es un bijective función del estado en cualquier otro momento.
Sin embargo, he estado pensando acerca de lo que sucede cuando una reversible equipo se inicializa. Considerar el estado del sistema físico que la memoria se construye desde justo antes de la alimentación y de la inicialización. Por la fuerza de la reversibilidad de la subyacente microscópico de las leyes de la física, este estado estancia codificados en el sistema general del estado cuando es efectivamente "borró" a medida que el equipo se inicializa y lo reemplaza con un estado que representa la memoria que se ha inicializado (conjunto a, digamos, todos los ceros).
Así que me parece que si $M$ bits es la cantidad máxima de memoria de un algoritmo reversible se necesita llamar a lo largo de su trabajo, por el razonamiento de Landauer del principio, en última instancia, vamos a necesitar hacer el trabajo $M\, k\,T\,\log 2$ a "tirar el exceso de entropía de la inicializado el sistema".
Pregunta 1: Es mi razonamiento tan lejos a la derecha? Si no, por favor explique por qué.
Ahora, especializado para computadoras cuánticas, esto parece implicar alguna enorme inicialización de las cifras de energía. Supongamos que tenemos un sistema con $N$ qubits, por lo que el estado cuántico del espacio ha $2^N$ base de los estados. Supongamos, además, que, por el bien del argumento, la física y la ingeniería del sistema es tal que el estado del sistema durante el funcionamiento del sistema, sólo se supone que "digitalizados" superposiciones, $i.e.$ sumas de la forma:
$$\frac{1}{\sqrt{\cal N}}\sum_{j\in 1\cdots 2^N} x_j \,\left|\left.p_{1,j},p_{2,j},\cdots\right>\right.$$
donde $x_j, \;p_{k,j}\in{0,1}$ ${\cal N}$ la adecuada normalización. Para codificar el principio del estado que es eliminado en el encendido y la inicialización, a mí me parece que el Landauer-principio-behested trabajo necesario es $2^N \,k\,T\,\log 2$. Esta cifra alcanza los 6 000 kg de energía (acerca de la humanidad del consumo energético anual) en alrededor de 140 qubits, suponiendo que vamos a construir nuestro equipo en el espacio profundo para tomar ventaja de, por ejemplo, 10K sistema de temperatura de trabajo.
Pregunta 2: Dado que podíamos construir un ordenador cuántico con 140 qubits en "digital" superpositons como arriba, que en realidad necesitamos inicialización tal energías?
Uno puede ver cuando los argumentos como este puede ir. Por ejemplo, Paul Davies cree que la complejidad similar cálculos de limitar el tamaño menor de los futuros ordenadores cuánticos debido a su complejidad (el contenido de la información) se deberá respetar el Bekestein Obligado. P. C. W. Davies, "Las implicaciones de un universo holográfico para quantum la ciencia de la información y la naturaleza de la ley de la física", la Fluctuación y el Ruido Lett 7, no. 04, 2007 (véase también http://arxiv.org/abs/quantph/0703041)
Davies señala que es la prueba de Kolmogorov complejidad que va a ser relevante, y así que toma esto como una indicación de que sólo algunos "pequeños" subespacios de la plena espacio cuántico se extendió por un gran número de qubits será accesible por el real ordenadores cuánticos. Del mismo modo, en mi ejemplo, he asumido este tipo de limitación a la "digitalización" de la superposición de pesos, pero supuse que todos los qubits podría alinear de forma independiente. Tal vez no habría needfully ser las correlaciones entre las superposiciones de co-efficients real de los ordenadores cuánticos.
Creo que caería en el Landauer restricción, como yo la razón del mismo modo, pero en una cantidad mucho menor de qubits.
Última Pregunta: ¿Soy la aplicación de Landauer del principio de que el ordenador cuántico en el camino correcto? ¿Por qué mis argumentos fallan, si lo hacen?*
