电子超阻尼钟中精确计时的热力学成本
摘要：钟表本质上是非平衡的，因为由于摩擦，它们不断消耗自由能来跟踪时间。热力学不确定关系（TUR）量化了任何时间反对称可观测量的精确度与熵产生之间的权衡。在钟表的背景下，TUR意味着为了实现一定水平的时间测量精度，需要产生最小的熵。但是TUR仅在过阻尼系统中得到证明。最近，提出了一个经典欠阻尼摆钟的玩具模型，它违反了这些关系（Phys. Rev. Lett. 128, 130606），从而证明TUR在欠阻尼动力学中不成立。我们提出了一个电子实现的钟表，使用一个电阻-电感-电容（RLC）电路和一个偏置CMOS反相器（NOT门），可以在不同的尺度上工作。我们发现，在电路的纳米尺度单电子区域中，我们基本上恢复了违反TUR界限的玩具模型。然而，在电路的不同宏观尺度中，我们展示了TUR界限被恢复，并分析了时间测量的热力学效率。
作者：Ashwin Gopal, Massimiliano Esposito and Nahuel Freitas
论文ID：2308.10074
分类：Statistical Mechanics
分类简称：cond-mat.stat-mech
提交时间：2023-08-22