Ponieważ gęstości i szybkości przełączania naszych urządzeń obliczeniowych nadal rosną wykładniczo, ilość energii rozpraszanej przez te urządzenia musi pozostać na pewnym poziomie, w przeciwnym razie wymagane jest niepraktyczne ekonomicznie urządzenie chłodzące. Konwencjonalne komputery wykonują termodynamicznie nieodwracalne operacje logiczne, co oznacza, że nie jest możliwe ekstrapolowanie wcześniejszych stanów maszyny w oparciu wyłącznie o informacje ze stanów przyszłych. Informacje w postaci bitów są usuwane. To wymazanie bitów reprezentuje entropię, która jest skorelowana z rozpraszaniem ciepła.
Ponieważ do projektowania naszych układów scalonych stosujemy coraz bardziej zaawansowane techniki, rozpraszanie energii na operację logiczną stale spada. Jednak około 2015 r. rozwój osiągnie podstawową barierę – barierę kT – która reprezentuje ilość energii obliczoną przez pomnożenie temperatury środowiska obliczeniowego (zwykle temperatury pokojowej lub ~300 kelwinów) przez stałą Boltzmanna. Jedynym sposobem na pokonanie tej bariery jest albo obniżenie temperatury naszych komputerów, albo opracowanie termodynamicznie odwracalnych komputerów, które nie generują entropii, a zatem nie rozpraszają prawie tyle ciepła, co konwencjonalne, nieodwracalne komputery.
Tworzenie komputerów odwracalnych jest znacznie bardziej atrakcyjną opcją niż chłodzenie, ponieważ obniżenie środowiska obliczeniowego do najniższej możliwej temperatury (~0 Kelvina) zmniejsza rozpraszanie energii na jednostkę objętości tylko o dwa rzędy wielkości, podczas gdy budowanie komputerów odwracalnych pozwala na rozpraszanie energii zmniejszone arbitralnie.
Budując komputery, które wykonują odwracalne operacje logiczne, można osiągnąć dowolnie niskie poziomy rozpraszania ciepła. Minusem jest to, że architektury odwracalne mogą stać się dość skomplikowane. Gdy zbliża się rok 2015, a branża komputerowa zaczyna zbliżać się do bariery kT, prawdopodobne jest, że kompilatory zostaną zaprojektowane tak, aby zmaksymalizować liczbę termodynamicznie odwracalnych operacji w konwencjonalnych architekturach obliczeniowych. Kiedy zaczynamy rozważać komputery zbudowane z bardzo małych i szybkich bramek logicznych, tak jak w nanokomputerach, odwracalność staje się zasadniczą cechą utrzymywania rozpraszania energii na tolerowanym poziomie.
Badania nad odwracalnymi komputerami są dziś pionierami w MIT, którego projekt Pendulum został stworzony specjalnie w celu opracowania w pełni odwracalnej architektury obliczeniowej. Ponieważ maksymalna osiągalna wydajność komputerów jest z konieczności składa się z odwracalnych architektur, ten obszar badań jest niezbędny, jeśli moc i ekonomia naszych komputerów będzie nadal rosła.