重置过程中第一次通过时间的热力学权衡关系
摘要：重置是一种提高目标搜索过程速度的策略。自十多年前引入以来，大多数研究都基于重置是瞬间发生的假设。然而，由于重置过程的不可逆性，重置过程产生热力学成本，在瞬间重置的情况下成本会变得无穷大。在本研究中，我们考虑了重置过程的成本和第一次通过时间（FPT），其中通过使用一个潜阱势场在有限但随机的时间段内进行重置或返回初始位置。我们采用迭代生成函数和Feynman和Kac的计数函数方法来计算这一过程的FPT和平均工作量。通过这些结果，我们得到了时间成本折衷关系的显式形式，该关系在线性潜势条件下对于给定工作输入的平均FPT提供了下界。这个折衷关系清楚地表明，只有在提供无限数量的工作时才能实现瞬间重置。更令人惊讶的是，从线性势能导出的折衷关系似乎适用于各种范围的潜阱势。此外，我们还表明，相比于随机重置，固定时间或尖锐重置可以进一步增强折衷关系。
作者：Priyo Shankar Pal, Arnab Pal, Hyunggyu Park, Jae Sung Lee
论文ID：2305.04562
分类：Statistical Mechanics
分类简称：cond-mat.stat-mech
提交时间：2023-05-09