Límite de Landauer en el Contexto de los Principios Físicos Mínimos: Significado, Verificación Experimental, Controversias y Perspectivas

Se revisan las raíces físicas, interpretación, controversias y el significado preciso del principio de Landauer. El principio de Landauer es un principio físico que define el límite teórico inferior del consumo de energía necesario para la computación. Establece que un cambio irreversible en la información almacenada en una computadora, como la fusión de dos caminos computacionales, disipa una cantidad mínima de calor kBTln2 por cada bit de información hacia su entorno. El principio de Landauer se discute en el contexto de principios físicos fundamentales limitantes, como el límite de difracción de Abbe, el límite de Margolus-Levitin y el límite de Bekenstein. La síntesis del límite de Landauer con los límites de Abbe, Margolus-Levitin y Bekenstein da como resultado el tiempo mínimo de computación, que escala como τmin~hkBT. Disminuir la temperatura de un baño térmico reducirá el consumo de energía de una sola computación, pero en paralelo, ralentizará la computación. El principio de Landauer conecta el paradigma "it from bit" de John Archibald Wheeler con la termodinámica. Se revisan verificaciones experimentales del principio de Landauer. Se aborda la interrelación entre irreversibilidad termodinámica y lógica. Se analiza la generalización del principio de Landauer a sistemas cuánticos y fuera del equilibrio. El principio de Landauer representa un poderoso principio heurístico que conecta la física, la teoría de la información y la ingeniería informática.