Τι είναι αναστρέψιμο υπολογισμό;

Καθώς οι πυκνότητες και οι ταχύτητες μεταγωγής των υπολογιστικών συσκευών μας συνεχίζουν να αυξάνονται εκθετικά, η ποσότητα ενέργειας που διαλύεται από αυτές τις συσκευές πρέπει να παραμείνει σε ένα ορισμένο επίπεδο, διαφορετικά οικονομικά μη πρακτική συσκευή ψύξης απαιτείται.Οι συμβατικοί υπολογιστές εκτελούν θερμοδυναμικά μη αναστρέψιμες λογικές λειτουργίες, δηλαδή, δεν είναι δυνατόν να προκύψει προηγούμενες καταστάσεις μηχανών που βασίζονται αποκλειστικά σε πληροφορίες από μελλοντικά κράτη.Οι πληροφορίες, με τη μορφή bits, διαγράφονται.Αυτή η διαγραφή bit αντιπροσωπεύει την εντροπία, η οποία συσχετίζεται με τη διάχυση της θερμότητας.Αλλά γύρω από το 2015 η ανάπτυξη θα φτάσει σε ένα θεμελιώδες εμπόδιο - το φράγμα KT - το οποίο αντιπροσωπεύει μια ποσότητα ενέργειας που υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος υπολογιστών (γενικά θερμοκρασία δωματίου ή ~ 300 kelvin) από τη σταθερά Boltzmanns.Ο μόνος τρόπος για να διεισδύσει σε αυτό το εμπόδιο είναι είτε να μειώσουμε τη θερμοκρασία των υπολογιστών μας είτε να αναπτύξουμε θερμοδυναμικά αναστρέψιμους υπολογιστές που δεν παράγουν εντροπία και επομένως δεν διαλύουν σχεδόν τόσο τη θερμότητα όσο οι συμβατικοί, μη αναστρέψιμοι υπολογιστές.

Η δημιουργία αναστρέψιμων υπολογιστών είναι μια σημαντικά πιο ελκυστική επιλογή από την ψύξη επειδή η μείωση του υπολογιστικού περιβάλλοντος στη χαμηλότερη εφικτή θερμοκρασία (~ 0 kelvin) μειώνει μόνο την κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα όγκου κατά δύο τάξεις μεγέθους, ενώ οι αναστρέψιμες υπολογιστές της οικοδόμησης επιτρέπουν την κατανομή της ενέργειαςΓια να μειωθεί αυθαίρετα.Το μειονέκτημα είναι ότι οι αναστρέψιμες αρχιτεκτονικές μπορούν να γίνουν αρκετά περίπλοκες.Καθώς το 2015 πλησιάζει και ο υπολογιστικός κλάδος αρχίζει να προσεγγίζει το φράγμα KT, είναι πιθανό ότι οι μεταγλωττιστές θα σχεδιαστούν για να μεγιστοποιήσουν τον αριθμό των θερμοδυναμικά αναστρέψιμων λειτουργιών εντός των συμβατικών υπολογιστικών αρχιτεκτονικών.Όταν αρχίζουμε να εξετάζουμε τους υπολογιστές που κατασκευάζονται από πολύ μικροσκοπικές και γρήγορες λογικές πύλες, όπως και στην νανοσυμπιεστία, η αναστρεψιμότητα γίνεται ένα βασικό χαρακτηριστικό για τη διατήρηση της κατανομής της ενέργειας σε ανεκτά επίπεδα.Δημιουργήθηκε για να σχεδιάσει μια πλήρως αναστρέψιμη αρχιτεκτονική πληροφορικής.Δεδομένου ότι οι μέγιστες εφικτές αποτελεσματικότητες υπολογιστών αποτελούνται αναγκαστικά από αναστρέψιμες αρχιτεκτονικές, αυτός ο τομέας έρευνας είναι απαραίτητος εάν η εξουσία και η οικονομία των υπολογιστών μας θα συνεχίσουν να αυξάνονται.