Kako gustoće i brzine prebacivanja naših računalnih uređaja nastavljaju eksponencijalno rasti, količina energije koju ti uređaji rasipaju mora ostati na određenoj razini, inače je potreban ekonomski nepraktičan uređaj za hlađenje. Konvencionalna računala izvode termodinamički ireverzibilne logičke operacije, to jest, nije moguće ekstrapolirati prijašnja stanja stroja samo na temelju informacija iz budućih stanja. Informacije, u obliku bitova, se brišu. Ovo brisanje bitova predstavlja entropiju, koja je povezana s rasipanjem topline.
Kako koristimo sve naprednije tehnike za dizajn naših integriranih sklopova, disipacija energije po logičkoj operaciji neprestano pada. Ali oko 2015. razvoj će dosegnuti temeljnu barijeru – kT barijeru – koja predstavlja količinu energije izračunatu množenjem temperature računalnog okruženja (obično sobne temperature, ili ~300 Kelvina) s Boltzmannovom konstantom. Jedini način da probijemo ovu barijeru je ili snižavanje temperature naših računala ili razvoj termodinamički reverzibilnih računala koja ne generiraju entropiju i stoga ne rasipaju ni približno toliko topline kao konvencionalna, nepovratna računala.
Stvaranje reverzibilnih računala znatno je privlačnija opcija od hlađenja jer snižavanje računalnog okruženja na najnižu moguću temperaturu (~0 Kelvina) samo smanjuje disipaciju energije po jedinici volumena za dva reda veličine, dok izgradnja reverzibilnih računala omogućuje da se rasipanje energije smanji. proizvoljno smanjena.
Izgradnjom računala koja izvode reverzibilne logičke operacije mogu se postići proizvoljno niske razine odvođenja topline. Loša strana je što reverzibilne arhitekture mogu postati prilično komplicirane. Kako se bliži 2015. i računalna industrija počinje približavati kT barijeru, vjerojatno će kompajleri biti dizajnirani tako da maksimiziraju broj termodinamički reverzibilnih operacija unutar konvencionalnih računalnih arhitektura. Kada počnemo razmatrati računala konstruirana od vrlo sićušnih i brzih logičkih vrata, kao u nanoračunalstvu, reverzibilnost postaje bitna značajka za održavanje disipacije energije na podnošljivim razinama.
Istraživanje reverzibilnog računalstva danas je pionir MIT-a, čiji je Pendulum Project posebno kreiran za osmišljavanje potpuno reverzibilne računalne arhitekture. Budući da se maksimalna moguća računalna učinkovitost nužno sastoji od reverzibilnih arhitektura, ovo područje istraživanja je neophodno ako će snaga i ekonomičnost naših računala nastaviti rasti.