Межа Бремерманна, названий на честь Ганса-Йоахіма Бремерманна, — максимальна швидкість обчислень автономної системи в матеріальному всесвіті. Виводиться з ейнштейнівської еквівалентності маси-енергії і співвідношення невизначеності Гейзенберга і становить біт в секунду на килограмм.
Ця величина грає важливу роль при розробці криптографічних алгоритмів, оскільки дозволяє визначити мінімальний розмір ключів шифрування або геш-значень, необхідних для створення алгоритму шифрування, який не може бути зламаний шляхом перебору.
Наприклад, комп'ютер з масою, що дорівнює масі Землі, що працює на межі Бремерманна, міг би виконувати близько 1075 операцій в секунду. Якщо припустити, що криптографічний ключ може бути перевірений тільки однією операцією, то типовий 128-бітний ключ такий комп'ютер міг би зламати за проміжок часу 10−36 секунд. Але злом 256-бітного ключа (який вже використовується в деяких системах) навіть у такого комп'ютера займе близько двох хвилин, а використання 512-бітного ключа призведе до збільшення часу злому до 1072 років.
У більш пізніх роботах межа Бремерманна інтерпретується як максимальна швидкість, з якою система з енергетичним розкидом може трансформуватися з одного помітного стану в інший,. Зокрема, Марголус і Левітін показали, що квантовій системі з середньою енергією Е потрібний мінімальний час , щоб перейти з одного стану в інший, ортогональний початковому. (див. [en]) Однак було показано, що доступ до квантової пам'яті в принципі дозволяє обчислювальні алгоритми, які вимагають довільно малої кількості енергії / часу на один елементарний крок обчислення.
Примітки
- Bremermann, H. J. (1962) Optimization through evolution and recombination [ 18 грудня 2019 у Wayback Machine.] In: Self-Organizing systems 1962, edited M. C. Yovitts et al., Spartan Books, Washington, D.C. pp. 93—106.
- Bremermann, H. J. (1965) Quantum noise and information [ 16 січня 2020 у Wayback Machine.]. 5th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability; Univ. of California Press, Berkeley, California.
- , . Time in the Quantum Theory and the Uncertainty Relation for Time and Energy : [ 4 березня 2016] : ( )[англ.] // Physical Review : journal. — 1961. — Vol. 122, № 5. — С. 1649—1658. — Bibcode: 1961PhRv..122.1649A. — DOI:10.1103/PhysRev.122.1649.
- . Ultimate physical limits to computation : ( )[англ.] // Nature. — 2000. — Vol. 406, № 6799. — С. 1047—1054. — arXiv:quant-ph/9908043. — DOI:10.1038/35023282. — PMID 10984064.
- N. Margolus, L. B. Levitin. The maximum speed of dynamical evolution : ( )[англ.] // Physica D: Nonlinear Phenomena : journal. — 1998. — Vol. 120 (September). — С. 188—195. — arXiv:quant-ph/9710043. — Bibcode: 1998PhyD..120..188M. — DOI:10.1016/S0167-2789(98)00054-2.
- Jordan, Stephen P. (2017). Fast quantum computation at arbitrarily low energy. Phys. Rev. A. 95 (3): 032305. arXiv:1701.01175. Bibcode:2017PhRvA..95c2305J. doi:10.1103/PhysRevA.95.032305.
- Sinitsyn, Nikolai A. (2018). Is there a quantum limit on speed of computation?. Physics Letters A. 382 (7): 477—481. arXiv:1701.05550. Bibcode:2018PhLA..382..477S. doi:10.1016/j.physleta.2017.12.042.
Посилання
- (2003). Bremermann's Limit and cGh-physics [ 26 серпня 2020 у Wayback Machine.]
- Lokshin, A (2017). Arbitrary choice, ‘understanding’ and Gorelik-Bremermann limit. Far East Journal of Mathematical Sciences, V. 102, Issue 1, P. 215—222
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Mezha Bremermanna nazvanij na chest Gansa Joahima Bremermanna maksimalna shvidkist obchislen avtonomnoyi sistemi v materialnomu vsesviti Vivoditsya z ejnshtejnivskoyi ekvivalentnosti masi energiyi i spivvidnoshennya neviznachenosti Gejzenberga i stanovit c 2 h 1 36 10 50 displaystyle c 2 h 1 36 times 10 50 bit v sekundu na kilogramm Cya velichina graye vazhlivu rol pri rozrobci kriptografichnih algoritmiv oskilki dozvolyaye viznachiti minimalnij rozmir klyuchiv shifruvannya abo gesh znachen neobhidnih dlya stvorennya algoritmu shifruvannya yakij ne mozhe buti zlamanij shlyahom pereboru Napriklad komp yuter z masoyu sho dorivnyuye masi Zemli sho pracyuye na mezhi Bremermanna mig bi vikonuvati blizko 1075 operacij v sekundu Yaksho pripustiti sho kriptografichnij klyuch mozhe buti perevirenij tilki odniyeyu operaciyeyu to tipovij 128 bitnij klyuch takij komp yuter mig bi zlamati za promizhok chasu 10 36 sekund Ale zlom 256 bitnogo klyucha yakij vzhe vikoristovuyetsya v deyakih sistemah navit u takogo komp yutera zajme blizko dvoh hvilin a vikoristannya 512 bitnogo klyucha prizvede do zbilshennya chasu zlomu do 1072 rokiv U bilsh piznih robotah mezha Bremermanna interpretuyetsya yak maksimalna shvidkist z yakoyu sistema z energetichnim rozkidom D E displaystyle Delta E mozhe transformuvatisya z odnogo pomitnogo stanu v inshij D t p ℏ 2 D E displaystyle Delta t pi hbar 2 Delta E Zokrema Margolus i Levitin pokazali sho kvantovij sistemi z serednoyu energiyeyu E potribnij minimalnij chas D t p ℏ 2 E displaystyle Delta t pi hbar 2E shob perejti z odnogo stanu v inshij ortogonalnij pochatkovomu div en Odnak bulo pokazano sho dostup do kvantovoyi pam yati v principi dozvolyaye obchislyuvalni algoritmi yaki vimagayut dovilno maloyi kilkosti energiyi chasu na odin elementarnij krok obchislennya PrimitkiBremermann H J 1962 Optimization through evolution and recombination 18 grudnya 2019 u Wayback Machine In Self Organizing systems 1962 edited M C Yovitts et al Spartan Books Washington D C pp 93 106 Bremermann H J 1965 Quantum noise and information 16 sichnya 2020 u Wayback Machine 5th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability Univ of California Press Berkeley California Time in the Quantum Theory and the Uncertainty Relation for Time and Energy 4 bereznya 2016 angl Physical Review journal 1961 Vol 122 5 S 1649 1658 Bibcode 1961PhRv 122 1649A DOI 10 1103 PhysRev 122 1649 Ultimate physical limits to computation angl Nature 2000 Vol 406 6799 S 1047 1054 arXiv quant ph 9908043 DOI 10 1038 35023282 PMID 10984064 N Margolus L B Levitin The maximum speed of dynamical evolution angl Physica D Nonlinear Phenomena journal 1998 Vol 120 September S 188 195 arXiv quant ph 9710043 Bibcode 1998PhyD 120 188M DOI 10 1016 S0167 2789 98 00054 2 Jordan Stephen P 2017 Fast quantum computation at arbitrarily low energy Phys Rev A 95 3 032305 arXiv 1701 01175 Bibcode 2017PhRvA 95c2305J doi 10 1103 PhysRevA 95 032305 Sinitsyn Nikolai A 2018 Is there a quantum limit on speed of computation Physics Letters A 382 7 477 481 arXiv 1701 05550 Bibcode 2018PhLA 382 477S doi 10 1016 j physleta 2017 12 042 Posilannya 2003 Bremermann s Limit and cGh physics 26 serpnya 2020 u Wayback Machine Lokshin A 2017 Arbitrary choice understanding and Gorelik Bremermann limit Far East Journal of Mathematical Sciences V 102 Issue 1 P 215 222