Nedavno sam dosao do nekih saznanja u vezi primene kvantne fizike u vezi sa hladjenjem racunara, pa bih ovaj text podelio sa vama:
Svaki rad računara, a posebno brisanje podataka, pretvara električnu energiju u toplotu. Iz tog razloga, najnoviji rezultati istraživanja tima fizičara iz Švajcarske, Engleske i Singapura zaslužuju pažnju: pod određenim uslovima, hladnoća je, umesto toplote, generisana prilikom brisanja podataka. Jedini uslov je da sadržaj memorije mora biti poznat "više nego potpuno" u toku procesa brisanja. To je moguće pod uslovom da je tzv. kvantno-mehanička upletenost uključena, budući da upletenost nosi više informacija nego klasična kopija podataka.
Činjenica da računari proizvode toplotu kada procesiraju podatake je logistički izazov za proizvođače računara i superkompjuterske operatere. Pored toga, ova proizvodnja toplotne energije nameće osnovna ograničenja na njihove maksimalne moguće performanse. Prema tzv. Landauerovom principu koji je formulisan od strane fizičara Rolf Landauer-a 1961., energija se uvek otpušta u vidu toplote kada se podaci brišu. R. Renner, profesor na ETH u Cirihu je izjavio: "Prema Landauer-ovom principu, ako je određeni broj računarskih operacija u sekundi prekoračen, generisana toplota se više ne može širiti". Pod pretpostavkom da se superkompjuteri razvijaju istom brzinom kao i do sada, ova kritična granica će verovatno biti postignuta u narednih 10 do 20 godina. Fizičar ističe da, u principu, vrednost toplote prilikom brisanja deset terabajta hard diska je manja od jednog mikro džula. Ipak, ako se takav proces brisanja ponavlja više puta u sekundi, toplota se akumulira u skladu sa tim.
Međutim, studija sada pokazuje da Landauer-ov princip važi samo ako je vrednost bita koji treba da se izbriše nepoznat. Brisanje memorije je obično nepovratan proces, ali ako je sadržaj memorije poznat moguće je da ga obrišete na takav način da u teoriji može da bude obnovljen. Kao rezultat operacija brisanja postaje reverzibilan proces za koji Landauer-ov princip više ne važi.
Prema naučnicima, rezultati upućuju na zaključak da, u principu nema energije koja je potrebna da izbrišete podatke uskladištene u klasičnom računaru. U slučaju kvantnog računara, u kom korisnik može da zna sadržaj memorije "više nego potpuno" zbog kvantnih preplitanja, entropija će čak biti negativna, odnosno toplota će biti povučena iz okruženja - a to bi izazvalo hlađenje. Proces bi konvertovao toplotu u korisnu energiju. Međutim, Renner naglašava da: "To ne znači da smo otkrili perpetuum mobile mašinu". On kaže da, pošto je brisanje podataka once-off proces, ne može se koristiti za generisanje energije kontinuirano.
U praksi, to bi idealno značilo da voda isporučena za procesore superkompjutera za hlađenje bi se, posle procesa brisanja, vratila malo hladnija - ali samo ako je memorijski sadržaj bio tačno poznat. U tu svrhu, međutim, kompjuterski procesori bi trebalo da budu dizajnirani tako da omoguće kvantnim efektima da budu eksploatisani. To znači da je svaki bit podataka predstavljen samo jednim atomom, umesto stotinama atoma.
Renner i njegov tim očekuju da će novo znanje o konceptu entropije u fizici i informaciji teorije da dovede do otkrića još više veza između dve discipline. Uz pomoć teorije informacije i njene sposobnosti da rukujete delimičnim znanjem, možda će biti moguće zatvoriti praznine u našem trenutnom shvatanju termodinamike i statističke mehanike.
Svaki rad računara, a posebno brisanje podataka, pretvara električnu energiju u toplotu. Iz tog razloga, najnoviji rezultati istraživanja tima fizičara iz Švajcarske, Engleske i Singapura zaslužuju pažnju: pod određenim uslovima, hladnoća je, umesto toplote, generisana prilikom brisanja podataka. Jedini uslov je da sadržaj memorije mora biti poznat "više nego potpuno" u toku procesa brisanja. To je moguće pod uslovom da je tzv. kvantno-mehanička upletenost uključena, budući da upletenost nosi više informacija nego klasična kopija podataka.
Činjenica da računari proizvode toplotu kada procesiraju podatake je logistički izazov za proizvođače računara i superkompjuterske operatere. Pored toga, ova proizvodnja toplotne energije nameće osnovna ograničenja na njihove maksimalne moguće performanse. Prema tzv. Landauerovom principu koji je formulisan od strane fizičara Rolf Landauer-a 1961., energija se uvek otpušta u vidu toplote kada se podaci brišu. R. Renner, profesor na ETH u Cirihu je izjavio: "Prema Landauer-ovom principu, ako je određeni broj računarskih operacija u sekundi prekoračen, generisana toplota se više ne može širiti". Pod pretpostavkom da se superkompjuteri razvijaju istom brzinom kao i do sada, ova kritična granica će verovatno biti postignuta u narednih 10 do 20 godina. Fizičar ističe da, u principu, vrednost toplote prilikom brisanja deset terabajta hard diska je manja od jednog mikro džula. Ipak, ako se takav proces brisanja ponavlja više puta u sekundi, toplota se akumulira u skladu sa tim.
Međutim, studija sada pokazuje da Landauer-ov princip važi samo ako je vrednost bita koji treba da se izbriše nepoznat. Brisanje memorije je obično nepovratan proces, ali ako je sadržaj memorije poznat moguće je da ga obrišete na takav način da u teoriji može da bude obnovljen. Kao rezultat operacija brisanja postaje reverzibilan proces za koji Landauer-ov princip više ne važi.
Prema naučnicima, rezultati upućuju na zaključak da, u principu nema energije koja je potrebna da izbrišete podatke uskladištene u klasičnom računaru. U slučaju kvantnog računara, u kom korisnik može da zna sadržaj memorije "više nego potpuno" zbog kvantnih preplitanja, entropija će čak biti negativna, odnosno toplota će biti povučena iz okruženja - a to bi izazvalo hlađenje. Proces bi konvertovao toplotu u korisnu energiju. Međutim, Renner naglašava da: "To ne znači da smo otkrili perpetuum mobile mašinu". On kaže da, pošto je brisanje podataka once-off proces, ne može se koristiti za generisanje energije kontinuirano.
U praksi, to bi idealno značilo da voda isporučena za procesore superkompjutera za hlađenje bi se, posle procesa brisanja, vratila malo hladnija - ali samo ako je memorijski sadržaj bio tačno poznat. U tu svrhu, međutim, kompjuterski procesori bi trebalo da budu dizajnirani tako da omoguće kvantnim efektima da budu eksploatisani. To znači da je svaki bit podataka predstavljen samo jednim atomom, umesto stotinama atoma.
Renner i njegov tim očekuju da će novo znanje o konceptu entropije u fizici i informaciji teorije da dovede do otkrića još više veza između dve discipline. Uz pomoć teorije informacije i njene sposobnosti da rukujete delimičnim znanjem, možda će biti moguće zatvoriti praznine u našem trenutnom shvatanju termodinamike i statističke mehanike.
