Hesaplamalı cihazlarımızın yoğunlukları ve anahtarlama hızları üssel olarak artmaya devam ettikçe, bu cihazlar tarafından harcanan enerji miktarı belirli bir seviyede kalmalıdır, aksi takdirde ekonomik olarak pratik olmayan bir soğutma cihazı gerekir. Geleneksel bilgisayarlar, termodinamik olarak geri dönüşü olmayan mantık işlemlerini gerçekleştirir, yani yalnızca gelecekteki durumlardan gelen bilgilere dayanarak önceki makine durumlarını hesaplamak mümkün değildir. Bit şeklindeki bilgiler silinir. Bu bit silme, ısı dağılımı ile ilişkili olan entropiyi temsil eder.
Entegre devrelerimizi tasarlamak için gittikçe daha gelişmiş teknikler kullandığımız için, mantıksal işlem başına enerji tüketimi sürekli olarak düşüyor. Ancak, 2015 yılı civarında bir gelişme, hesaplama ortamının sıcaklığının (genellikle oda sıcaklığı veya ~ 300 Kelvin) Boltzmann sabiti ile çarpılmasıyla hesaplanan bir enerji miktarını temsil eden kT bariyeri olan temel bir bariyere ulaşacak. Bu engeli aşmanın tek yolu ya bilgisayarlarımızın sıcaklığını düşürmek ya da entropi üretmeyen ve bu nedenle de geleneksel, geri dönüşü olmayan bilgisayarlar kadar ısıyı dağıtmayan termodinamik olarak tersine çevrilebilen bilgisayarlar geliştirmek.
Tersine çevrilebilir bilgisayarlar oluşturmak, soğutma işleminden çok daha çekici bir seçenektir, çünkü hesaplama ortamını elde edilebilecek en düşük sıcaklığa (~ 0 Kelvin) düşürmek, birim hacim başına enerji dağıtımını yalnızca iki büyüklük sırasına indirirken, tersine çevrilebilen bilgisayarlar oluşturmak enerji dağıtımının yapılmasına izin verir. keyfi azaldı.
Tersinir mantık işlemlerini gerçekleştiren bilgisayarlar kurarak, keyfi olarak düşük ısı dağılımı seviyeleri elde edilebilir. Dezavantajı tersinir mimarilerin oldukça karmaşık hale gelmesidir. 2015 yaklaşırken ve bilgisayar endüstrisi kT bariyerine yaklaşmaya başladığından, derleyicilerin geleneksel bilgisayar mimarileri içindeki termodinamik olarak ters çevrilebilir işlem sayısını en üst düzeye çıkarmak üzere tasarlanması muhtemeldir. Nanobilgisayarlarda olduğu gibi çok küçük ve hızlı mantık kapılarından inşa edilen bilgisayarları düşünmeye başladığımızda, geri dönüşüm, enerji dağılımını tolere edilebilir seviyelerde tutmak için önemli bir özellik haline geliyor.
Bugün geri dönüşümlü bilgi işlem araştırmaları, tamamen geri dönüşümlü bir bilgi işlem mimarisi geliştirmek için özel olarak oluşturulmuş Sarkaç Projesi olan MIT tarafından öncülük edilmektedir. Elde edilebilir maksimum bilgisayar verimliliği mutlaka geri dönüşümlü mimarilerden oluştuğu için, bilgisayarlarımızın gücü ve ekonomisi artmaya devam ederse, bu araştırma alanı vazgeçilmezdir.
