Entropía y complejidad computacional


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Hay investigadores que muestran que el bit de borrado tiene que consumir energía, ¿hay alguna investigación sobre el consumo promedio de energía del algoritmo con complejidad computacional ? Supongo que la complejidad computacional está correlacionada con el consumo promedio de energía, espero poder obtener alguna respuesta aquí.F(n)F(n)


Vincular al documento en cuestión mejoraría esta pregunta.
Stella Biderman

@StellaBiderman gracias, pero no he encontrado ningún enlace en tu comentario.
XL _At_Here_There

No sé de qué papel / investigador estás hablando. Le sugiero que proporcione I
Stella Biderman

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@StellaBiderman No entendí bien sus comentarios, en realidad acabo de leer un texto que dice "el borrado tiene que consumir energía" en la complejidad de Kolmogorov y su aplicación por Viatanyi y Li. Creo que no he leído ningún otro artículo o libro relacionado
XL _At_Here_There

Respuestas:


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Sí, pero la mayor parte del trabajo hasta ahora (excepto muy recientemente, ver más abajo) se ha centrado en convertir los cálculos irreversibles en reversibles, con la esperanza de evitar cualquier generación de entropía. (Nota: existe una diferencia importante entre la energía necesaria para realizar un cálculo y la entropía generada por el cálculo y expulsada al medio ambiente, generalmente en forma de calor).

Basado en el análisis original de Landauer y Bennett de que borrar un poco "debe" generar la entropía (ver a continuación por qué hay comillas de miedo), varios investigadores han seguido varias preguntas en esta línea. Una línea de investigación fue simular máquinas de Turing irreversibles por máquinas reversibles, lo que, se sugirió, no generaría entropía. Hay varios trabajos que muestran compensaciones espacio-tiempo sobre cómo simular TM irreversibles por las reversibles, por ejemplo:kTln(2)

Más recientemente,

Demaine, Lynch, Mirano y Tyagi. Algoritmos de eficiencia energética , 2016.

estudió algoritmos parcialmente reversibles, es decir, si está dispuesto a pagar algo de entropía, para las tareas algorítmicas estándar se pueden mejorar las simulaciones generales irreversibles a reversibles mencionadas anteriormente. La informática reversible tiene toda una comunidad de investigadores dedicados a ella, a saber. la conferencia de computación reversible , ahora en su décimo año.

De hecho, se sabe desde hace mucho tiempo, desde Landauer y Bennett, que la relación entre la irreversibilidad computacional y la generación de entropía es más sutil de lo que sugiere el lema "borrar un bit genera entropía". " Sin embargo, en los últimos 20 años, más o menos, la mecánica estadística de no equilibrio ha avanzado hasta el punto de que esta relación más sutil se puede capturar mediante ecuaciones numéricas precisas que involucran no solo la diferencia de entropía, sino también una diferencia de divergencias de KL, verln(2)

Kolchinsky y Wolpert, Dependencia de la disipación en la distribución inicial sobre los estados . J. Stat. Mech 2017 ( enlace arXiv )

(y referencias en el mismo).

Organizamos un taller sobre esto en el Instituto Santa Fe en agosto de 2017 (donde puedes ver los nombres de algunos investigadores y hablar de títulos relevantes), y plantea un nuevo conjunto de preguntas tanto en física como en complejidad computacional termodinámica.


La tesis de Turing Machine o Church-Turing puede regirse o restringirse por la ley física, por lo que la posibilidad de que se pueda implementar la computación cuántica o la comunicación cuántica puede deducirse de la ley de la física, como la segunda ley de la mecánica estadística, la relatividad general. Así que supongo que si hay algún resultado sobre la vinculación de la tesis y la ley de física
XL _A__Aquí_Aquí

Y parece que el sitio de física no está interesado en los temas de este tipo.
XL _A__Aquí_

@XL_at_China: Hay una "tesis física de Church-Turing", pero esto tiene poco que ver con la segunda ley, ya que tanto la tesis de Church-Turing como su versión física son solo acerca de lo que es computable, no de ningún tipo de estimación cuantitativa , pero la segunda ley es una declaración cuantitativa. Además, aunque puede que todavía no haya habido una tonelada de publicaciones, en nuestro taller los físicos definitivamente parecían interesados.
Joshua Grochow

Había intentado encontrar el enlace hace varios años, pero no pude obtener ningún resultado. Intuitivamente, la computabilidad parece estar vinculada a la segunda ley termodinámica. Y considerando Turing Machine en el término de relatividad general, el problema se vuelve interesante. Pero no sé si ningún físico esté interesado en tal problema.
XL _At_Here_There

¿Y podríamos publicar una pregunta relacionada sobre la física del sitio y discutirla con el físico?
XL _At_Here_There
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