一维量子布朗运动下的布朗计算机能源高效伪棘轮机制
布朗计算机利用热波动作为计算资源,有望实现超低能耗计算。然而,由于布朗运动缺乏统计方向性,需要引入棘轮机制以加速和完成计算任务。为了使棘轮机制有效运作,通常需要借助外部场来克服热波动,但这会增加能耗。为解决这一问题,该团队提出了一种基于一维(1D)量子布朗运动的新方法。这种量子布朗运动即使在没有外力或非对称势梯度的情况下,也能展现出固有的单向传输特性,从而作为一种高效的伪棘轮机制。具体而言,该机制利用一维系统中的量子共振效应,将粒子的动量空间划分为多个子空间。这些子空间不具备动量反演对称性,从而自然产生单向流动。研究团队从熵的角度分析了这种无能量耗散的伪棘轮机制,并证明其符合热力学第二定律。
