Thermodynamics and efficiency of an autonomous on-chip Maxwell's demon

Aki Kutvonen*, Jonne Koski, Tapio Ala-Nissila

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

27 Sitaatiot (Scopus)
161 Lataukset (Pure)

Abstrakti

In his famous letter in 1870, Maxwell describes how Joule's law can be violated only by the intelligent action of a mere guiding agent later coined as Maxwell's demon by Lord Kelvin. In this letter we study thermodynamics of information using an experimentally feasible Maxwell's demon setup based a single electron transistor capacitively coupled to a single electron box, where both the system and the Demon can be clearly identified. Such an engineered on-chip Demon measures and performes feedback on the system, which can be observed as cooling whose efficiency can be adjusted. We present a detailed analysis of the system and the Demon, including the second law of thermodynamics for bare and coarse grained entropy production and the flow of information as well as efficiency of information production and utilization. Our results demonstrate how information thermodynamics can be used to improve functionality of modern nanoscale devices.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli21126
Sivut1-7
JulkaisuScientific Reports
Vuosikerta6
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 18 helmik. 2016
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Thermodynamics and efficiency of an autonomous on-chip Maxwell's demon'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
  • COMP: Laskennallisen nanotieteen huippuyksikkö

    Tuorila, J. (Projektin jäsen), Ala-Nissilä, T. (Vastuullinen tutkija), Heinonen, V. (Projektin jäsen), Jonsson, E. (Projektin jäsen), Suomela, S. (Projektin jäsen), Sarabadani, J. (Projektin jäsen), Thakore, V. (Projektin jäsen) & Ferreira Sampaio, R. (Projektin jäsen)

    01/01/201631/12/2017

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

Siteeraa tätä