Kadangi mūsų skaičiavimo įrenginių tankiai ir perjungimo greičiai ir toliau eksponentiškai didėja, šių įrenginių išsklaidomos energijos kiekis turi išlikti tam tikrame lygyje, kitaip reikalingi ekonomiškai nepraktiški aušinimo aparatai. Įprasti kompiuteriai atlieka termodinamiškai negrįžtamas logines operacijas, tai yra, neįmanoma ekstrapoliuoti ankstesnių mašinos būsenų, remiantis vien informacija iš būsimų būsenų. Informacija bitų pavidalu ištrinama. Šis bitų ištrynimas reiškia entropiją, kuri yra susijusi su šilumos išsklaidymu.
Kadangi mes naudojame vis pažangesnius metodus, kad sukurtume savo integrinius grandynus, energijos išsklaidymas per loginę operaciją nuolat mažėja. Tačiau maždaug 2015 m. plėtra pasieks pagrindinę kliūtį – kT barjerą – tai energijos kiekis, apskaičiuotas skaičiavimo aplinkos temperatūrą (paprastai kambario temperatūrą arba ~300 kelvinų) padauginus iš Boltzmanno konstantos. Vienintelis būdas prasiskverbti į šią kliūtį yra arba sumažinti mūsų kompiuterių temperatūrą, arba sukurti termodinamiškai grįžtamus kompiuterius, kurie nesukuria entropijos ir todėl neišsklaido beveik tiek šilumos, kiek įprasti, negrįžtami kompiuteriai.
Reversinių kompiuterių kūrimas yra žymiai patrauklesnis pasirinkimas nei aušinimas, nes skaičiavimo aplinkos sumažinimas iki žemiausio pasiekiamos temperatūros (~0 Kelvinų) sumažina energijos išsklaidymą tūrio vienete tik dviem dydžiais, o reversinių kompiuterių kūrimas leidžia sumažinti energijos išsklaidymą. sumažintas savavališkai.
Sukūrus kompiuterius, kurie atlieka grįžtamąsias logines operacijas, galima pasiekti savavališkai žemą šilumos išsklaidymo lygį. Neigiama yra tai, kad grįžtamosios architektūros gali tapti gana sudėtingos. Artėjant 2015 m. ir skaičiavimo pramonei artėjant prie kT barjero, tikėtina, kad kompiliatoriai bus sukurti taip, kad maksimaliai padidintų termodinamiškai grįžtamųjų operacijų skaičių įprastose skaičiavimo architektūrose. Kai pradedame svarstyti apie kompiuterius, sukonstruotus iš labai mažų ir greitų loginių vartų, kaip nanokompiuterijos atveju, grįžtamumas tampa esminiu požymiu, leidžiančiu išlaikyti energijos išsklaidymą toleruotinu lygiu.
Šiandien grįžtamojo skaičiavimo tyrimus pradėjo MIT, kurio projektas „Pendulum“ buvo specialiai sukurtas visiškai grįžtamai skaičiavimo architektūrai sukurti. Kadangi didžiausią pasiekiamą kompiuterių efektyvumą būtinai sudaro grįžtamosios architektūros, ši tyrimų sritis yra būtina, jei mūsų kompiuterių galia ir ekonomiškumas ir toliau didės.