YOI 248:「デーモンの代価」は、五人が五つの場所に置いた

論文248 の記録のページです。住所(YOI)は https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/248 で、論文の本文は下の PDF にあります。ファイルは自分で用意した置き場所(https://yamagishi.sakuraweb.com)に置き、日付の証拠(.ots)を添えています。Zenodo でも公開しています(DOI:10.5281/zenodo.22160169)。

本文はサイトの記事でも読めます:【論文248】「デーモンの代価」は、五人が五つの場所に置いた

YOI 248第2版・2026年9月ビットコインに記録済み

日付の証拠(OpenTimestamps):日本語版の .ots・英語版の .ots・SHA256SUMS

予備の置き場所(ミラー。中身は上と同じです):PDF 日本語・PDF English・SHA256SUMS

住所:https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/248・DOI 10.5281/zenodo.22160169・CC BY 4.0・プレプリント(査読を経ていません)・ORCID 0009-0006-8587-3450

引用するとき

山岸勇輝 (2026). 「デーモンの代価」は、五人が五つの場所に置いた [論文248]. YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/248 ・ DOI: 10.5281/zenodo.22160169

Yamagishi, Y. (2026). Whose Cost Is the Demon’s? Five People Put It in Five Places [Paper 248]. YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/248; DOI: 10.5281/zenodo.22160169

@misc{yamagishi2026yoi248,
  author = {Yamagishi, Yuuki},
  title = {Whose Cost Is the Demon's? Five People Put It in Five Places},
  year = {2026},
  howpublished = {YOI: https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/248},
  doi = {10.5281/zenodo.22160169},
  note = {Preprint, edition 2}
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指紋(SHA-256)と確かめ方
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PDF と .ots を同じ場所に保存し、opentimestamps.org に .ots、続けて PDF を落とすと、記録された日時が表示されます。PDF が 1 バイトでも変わっていれば通りません。

日付の証拠(OpenTimestamps)

2026年10月1日に、2 本の PDF の指紋(SHA-256)をまとめて OpenTimestamps に送り、ビットコインのブロック 969397・969398・969440 に記録されました(2026年10月01日 14:20(日本時間))。この .ots があれば、PDF がその時点で存在したことを、このサイトや運営者を信用しなくても、誰でも確かめられます。

書誌

題名 「デーモンの代価」は、五人が五つの場所に置いた
Title Whose Cost Is the Demon’s? Five People Put It in Five Places
著者 山岸 勇輝 (Yuuki YAMAGISHI)・ORCID 0009-0006-8587-3450
所属 山岸複雑性トーラス研究所 (Yamagishi Complexity Torus Lab, Japan)
版 第2版(2026年9月)
言語 日本語・英語
種別 プレプリント(査読を経ていません)
ライセンス CC BY 4.0(出典を示せば、複製・再配布・改変ができます)
YOI https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/248
DOI(Zenodo) 10.5281/zenodo.22160169

要旨

マクスウェルのデーモンは、百年以上のあいだ「どこに代価があるか」を問われ続けた。本稿が数えるのは、答ではなく代価の置き場所である。五人が、五つの違う場所に置いた。新しい数学定理も新しい法則も主張しない。

第一に、一ビットの値段は $300$ K で $\mathbf{2.870979\times 10^{-21}}$ J、すなわち $\mathbf{0.017919}$ eV である。$100$ W の装置がこの限界で働けば、毎秒 $\mathbf{3.4831\times 10^{22}}$ ビットを消せる(第3節)。

第二に、シラードの機関は、一回の測定からちょうどその分を取り出す。等温膨張の仕事は $\mathbf{2.870978885079\times 10^{-21}}$ J で、$k_BT\ln 2$ との差は $6.5\times 10^{-35}$ J であった(第4節)。

第三に、これが本稿の芯である。同じ「非可逆ゲート」でも、失う量が違う。AND・OR・NAND は $\mathbf{1.188722}$ ビットを失い、XOR は $\mathbf{1.000000}$、消去は $\mathbf{1.000000}$ である(第5節)。

第四に、可逆にできるゲートは、何も失わない。NOT・複製・トフォリ・フレドキンはいずれも $\mathbf{0.000000}$ ビットであり、後の二つは $8$ 状態の置換で、二度かけると元に戻る(第6節)。

第五に、可逆な AND の代価は、消去ではなく場所である。トフォリで組むと失う情報は $\mathbf{0}$ だが、三本目の線が要る(第7節)。

第六に、帳尻は合う。$N$ 回まわして取り出した仕事と、記録を消す代価は、$N$ がいくつでも差引ゼロである(第8節)。

Abstract

For more than a century Maxwell’s demon has been asked where the cost lies.What this paper counts is not the answer but where the cost was placed: five people put it in five different places.No new mathematical theorem and no new law is claimed.

First, one bit costs $\mathbf{2.870979\times 10^{-21}}$ J at $300$ K, that is $\mathbf{0.017919}$ eV.A $100$ W device working at that bound could erase $\mathbf{3.4831\times 10^{22}}$ bits per second(Section 3).

Second, the Szilard engine returns exactly that much from one measurement.The isothermal work is $\mathbf{2.870978885079\times 10^{-21}}$ J, differing from $k_BT\ln 2$ by $6.5\times 10^{-35}$ J(Section 4).

Third, this is the core.Irreversible gates do not all lose the same amount.AND, OR and NAND lose $\mathbf{1.188722}$ bits while XOR loses $\mathbf{1.000000}$ and erasure loses $\mathbf{1.000000}$(Section 5).

Fourth, gates that can be made reversible lose nothing.NOT, copying, Toffoli and Fredkin all lose $\mathbf{0.000000}$ bits, and the last two are permutations of $8$ states that return to the identity when applied twice(Section 6).

Fifth, the cost of a reversible AND is not erasure but room.Built from a Toffoli gate it loses $\mathbf{0}$ bits, and a third wire is required(Section 7).

Sixth, the books balance.Over $N$ cycles the work extracted and the cost of erasing the record cancel exactly, for every $N$(Section 8).

版の記録

ここの PDF(倉庫の v1)は第2版(2026年9月)の原稿から作りました。ファイルは版ごとに分けて置いています(/yoi/248/v1/ の下)。中身を直すときは、このファイルを書き換えず、新しい版を足します(住所 https://www.yamagishiyuuki.com/yoi/248 はいつも最新の版を指します)。Zenodo の記録とは、Zenodo に上げる前の改訂のぶんだけ違うことがあります。

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