分子机械电路中的流水线信息传递导致误差和不可逆性增加
摘要：管道化是一种逻辑电路设计技术，其通过多个计算并行进行，使得系统的吞吐量比一个接一个地进行多个计算的电路更高。它比在下一个计算开始之前，输入必须通过电路的每一层的体系结构中传递（阶段链接）的体系结构可以实现更快的计算。我们通过模拟使用显式物理模型的管道化分子机械电路来探讨这些优势可能会被更高的错误率、逻辑不可逆性和更大的热力学成本所抵消的假设。我们观察到出现的逻辑不可逆性，并且发现多个组件的同时作用确实导致比阶段链接电路中更高的错误率。运行门的热力学成本比等效的阶段链接电路大得多，并且这些成本在缓慢门操作的极限情况下似乎不趋近于零。重新设计门以消除错误，并人为地强制实现逻辑可逆性可以减少热力学成本，并在缓慢门操作的极限情况下恢复热力学上可逆的行为。逻辑可逆性和精度的破裂都与该装置的数字行为破裂相关，这很可能导致与正在处理的信息规模相比相对较大的热力学成本。
作者：Ian Seet, Thomas E. Ouldridge, Jonathan P.K. Doye
论文ID：2306.11568
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2023-06-21