El principio de Landauer es un principio físico que pertenece al límite teórico inferior del consumo de energía de la computación . Sostiene que "cualquier manipulación de información lógicamente irreversible , como el borrado de un bit o la fusión de dos rutas de cálculo , debe ir acompañada de un aumento de entropía correspondiente en los grados de libertad que no contienen información del aparato de procesamiento de información o su entorno ". [1]
Otra forma de expresar el principio de Landauer es que si un observador pierde información sobre un sistema físico , el observador pierde la capacidad de extraer trabajo de ese sistema.
Un cálculo denominado lógicamente reversible, en el que no se borra ninguna información, puede realizarse en principio sin liberar calor. Esto ha suscitado un interés considerable en el estudio de la computación reversible . De hecho, sin la computación reversible, los aumentos en el número de cálculos por julio de energía disipada deben finalmente detenerse. Si la ley de Koomey se mantiene, el límite que implica el principio de Landauer se alcanzaría alrededor del año 2050.
A 20 ° C (temperatura ambiente o 293,15 K ), el límite de Landauer representa una energía de aproximadamente 0,0175 eV o 2,805 zJ . Teóricamente, la memoria de la computadora a temperatura ambiente que opera en el límite de Landauer podría cambiarse a una velocidad de mil millones de bits por segundo (1 Gbit / s) y la energía se convierte en calor en los medios de memoria a una velocidad de solo 2.805 billonésimas de vatio. (es decir, a una tasa de solo 2,805 pJ / s). Las computadoras modernas usan millones de veces más energía por segundo. [2] [3]
Rolf Landauer propuso por primera vez el principio en 1961 mientras trabajaba en IBM . [4] Justificó y estableció límites importantes a una conjetura anterior de John von Neumann . Por esta razón, a veces se lo denomina simplemente el límite de Landauer o el límite de Landauer.
En 2011, el principio se generalizó para mostrar que, si bien el borrado de información requiere un aumento en la entropía, este aumento podría teóricamente ocurrir sin costo de energía. [5] En cambio, el costo puede tomarse en otra cantidad conservada , como el momento angular .