Fricción contra el límite de Landauer

Original: "Fooling the Landauer bound with a demon biased thermal bath"
· Salambô Dago, Ludovic Bellon
arXiv:2602.06560 · 2026-02-06 · CC BY 4.0 · 2 min
Un péndulo microscópico borra un bit de información más barato de lo que la física parecía permitir.

Borrar un bit de información no es gratis. En 1961, Rolf Landauer demostró que a temperatura ambiente se necesitan al menos unos 3 zeptojulios de energía: una cantidad diminuta, pero distinta de cero. Este límite se consideraba tan sólido como la ley de conservación de la energía.

Pero, ¿y si podemos "engañar" un poco al sistema? Los físicos tomaron un resonador microscópico, una pequeña placa vibrante, y lo colocaron en un pozo de potencial virtual creado por un láser. El pozo tenía dos posiciones estables, como una canica en un hoyo con dos depresiones. El bit se almacenaba según en qué depresión estuviera la canica. Borrar significaba que la canica siempre rodara hacia la misma depresión, independientemente de dónde empezara.

El truco clave es la histéresis. Es cuando el sistema recuerda su historia: la fuerza que devuelve la canica al centro depende de dónde vino. Como una puerta que se cierra con distinta fuerza según se haya abierto hacia dentro o hacia fuera. Al ajustar la histéresis, los científicos crearon un estado de no equilibrio con una temperatura efectiva inferior a la ambiente. En ese estado, borrar un bit costaba un 20% menos que el límite de Landauer.

La histéresis funciona como un demonio de Maxwell: clasifica las trayectorias de la canica, utilizando información sobre su pasado, y así reduce la entropía del sistema sin gastar energía.

Esto no viola la física, sino que la sortea. El límite de Landauer es válido para el equilibrio, pero aquí el sistema se mantiene lejos de él. La utilidad práctica reside en crear dispositivos de procesamiento de información más eficientes, donde cada bit cuenta.

El principio de Landauer conecta la información y la energía: borrar un bit convierte inevitablemente parte de la energía en calor. Es un puente entre la teoría de la información y la termodinámica.

En la novela "La ciudad de las permutaciones" de Greg Egan, las copias digitales de las personas existen en una simulación donde las leyes de la termodinámica pueden reescribirse; experimentos como este difuminan la frontera entre la información y la realidad física.

Científicos
Charles BennettRolf LandauerSeth LloydJacob BekensteinWilhelm WienLudwig Boltzmann
Conceptos
principio de Landauer límite de Landauer demonio de maxwell termodinámica de la información teorema del límite de Bekenstein