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有限时间并行计算的基本能源成本
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2023-01-27 , DOI: 10.1038/s41467-023-36020-2 Michael Konopik 1, 2 , Till Korten 3 , Eric Lutz 2 , Heiner Linke 1
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更新日期:2023-01-27
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2023-01-27 , DOI: 10.1038/s41467-023-36020-2 Michael Konopik 1, 2 , Till Korten 3 , Eric Lutz 2 , Heiner Linke 1
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不可逆计算的基本能量成本由\(kT\ln 2\) /bit 的 Landauer 界限给出,其中k是玻尔兹曼常数,T是开尔文温度。但是,此限制仅适用于无限时间进程。我们在这里确定非平衡热力学框架内有限时间并行计算的基本能量成本。我们应用这些结果来量化并行计算相对于串行计算的能量优势。我们发现,即使对于大型问题,并行计算机每次操作的能源成本也可以保持接近 Landauer 极限,而串行计算机的能源成本根本不同。我们特别分析了不同程度的并行化和开销量的影响,以及非理想电子硬件的影响。我们进一步讨论了它们在当前技术背景下的影响。我们的发现为节能计算机的设计提供了物理基础。
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