Ентропія та обчислювальна складність

Є дослідник, який показує, що стираючи біт повинен споживати енергію, а чи проводиться дослідження середнього споживання енергії алгоритму з обчислювальною складністю ? Напевно, обчислювальна складність F ( n ) співвідноситься із середнім споживанням енергії, сподіваюсь, що тут я можу отримати певну відповідь.$F(n)$$F(n)$

Так, але більшість робіт досі (крім зовсім недавно, див. Нижче) було зосереджено на перетворенні незворотних обчислень у оборотні, тим самим сподіваючись уникнути породження ентропії. (Примітка. Існує важлива різниця між енергією, необхідною для проведення обчислень, і ентропією, що генерується обчисленням і виводиться в навколишнє середовище, як правило, у вигляді тепла.)

$kT \ln(2)$

• Беннет, часові та космічні компроміси для зворотних обчислень . SICOMP 1989

• Левін і Шерман. Примітка про компрометацію Беннетта з часовим простором для зворотних обчислень . СІКОМП 1990 року.

• Li & Vitanyi. Оборотне моделювання незворотних обчислень . CCC 1996

• Ланге, Маккензі і Тапп. Оборотний простір дорівнює детермінованому простору . JCSS 2000.

Останнім часом,

Демейне, Лінч, Мірано та Тягі. Енергоефективні алгоритми , 2016 рік.

вивчили частково оборотні алгоритми - тобто, якщо ви готові заплатити певну ентропію, для стандартних алгоритмічних завдань можна покращитись із загальних незворотних до оборотних моделювань, згаданих вище. Оборотні обчислення мають ціле співтовариство дослідників, присвячене цьому, а саме. Реверсивний Computing конференції, в даний час в 10 - му році.

$\ln(2)$

Колчинський та Вольперт, Залежність розсіювання від початкового розподілу по станах . Дж. Стат. Мех. 2017 ( посилання arXiv )

(та посилання на них).

Ми провели семінар з цього приводу в Інституті Санта-Фе в серпні 2017 року (там ви можете побачити імена деяких дослідників і заговори актуальних), і він викликає цілий новий набір питань як фізики, так і термодинамічної обчислювальної складності.