Titre : Paradoxe de l’entropie : un bit d’information sans énergie 

Auteurs : Jean Argouarc’h,  

Revue : Entropie : thermodynamique – énergie – environnement – économie  

Numéro : Numéro 1</br> 

Volume : 3 

Date : 2022/06/27 

DOI : 10.21494/ISTE.OP.2022.0856 

ISSN : 2634-1476 

Résumé : Des systèmes physiques matérialisant un bit de mémoire ont récemment fait l’objet d’expériences pour explorer le lien entre l’information et l’entropie ou pour réaliser des démons de Maxwell. Qu’il s’agisse de systèmes microscopiques (électron unique, molécule) ou mésoscopiques (bille de verre, particule colloïdale, nano-aimant), leurs changements d’état sont le résultat de transitions élémentaires provoquées par les fluctuations thermodynamiques ou par un effet tunnel quantique. Les équations probabilistes de ces transitions permettent d’établir directement les formules d’échange d’énergie entre la mémoire, la source d’énergie qui en contrôle l’état et le thermostat qui l’entoure, en évitant un détour par la théorie de l’information. La théorie qui en résulte explique l’ensemble des résultats expérimentaux des mémoires bistables et des mémoires à bascule. Elle montre notamment un découplage partiel entre le travail fourni par la source d’énergie et la chaleur échangée avec le thermostat au cours du changement d’état, ainsi que l’influence de la vitesse du processus sur les énergies en jeu et sur la dissipation thermique. Elle met au jour le paradoxe de la temporalité de l’entropie, qui avait été évoqué par Landau et Lifshitz, à savoir que l’entropie n’est pas indépendante du temps, plus précisément que la valeur de l’entropie à cette échelle d’énergie dépend de la durée retenue pour son évaluation. Elle explique pourquoi il est possible de créer ou d’effacer un bit d’information avec une énergie largement inférieure à Kb T log2, la limite de Landauer, et elle résout complètement l’énigme de la machine de Szilard. 

Éditeur : ISTE OpenScience