Pe măsură ce densitățile și vitezele de comutare ale dispozitivelor noastre de calcul continuă să crească exponențial, cantitatea de energie disipată de aceste dispozitive trebuie să rămână la un anumit nivel, altfel este necesar un aparat de răcire nepractic din punct de vedere economic. Calculatoarele convenționale efectuează operații logice ireversibile termodinamic, adică nu este posibilă extrapolarea stărilor anterioare ale mașinii pe baza exclusiv informațiilor din stările viitoare. Informațiile, sub formă de biți, sunt șterse. Această ștergere a biților reprezintă entropia, care este corelată cu disiparea căldurii.
Pe măsură ce folosim tehnici din ce în ce mai avansate pentru a ne proiecta circuitele integrate, disiparea energiei per operație logică a scăzut continuu. Dar în jurul anului 2015 dezvoltarea va atinge o barieră fundamentală – bariera kT – care reprezintă o cantitate de energie calculată prin înmulțirea temperaturii mediului de calcul (în general temperatura camerei, sau ~300 Kelvin) cu constanta lui Boltzmann. Singura modalitate de a pătrunde această barieră este fie să scădem temperatura computerelor noastre, fie să dezvoltăm computere reversibile termodinamic, care nu generează entropie și, prin urmare, nu disipă aproape la fel de multă căldură ca computerele convenționale, ireversibile.
Crearea de computere reversibile este o opțiune semnificativ mai atractivă decât răcirea, deoarece scăderea mediului de calcul la cea mai scăzută temperatură atinsă (~0 Kelvin) scade doar disiparea energiei pe unitate de volum cu două ordine de mărime, în timp ce construirea de computere reversibile permite disiparea energiei să fie redusă în mod arbitrar.
Prin construirea de calculatoare care efectuează operații logice reversibile, pot fi atinse niveluri arbitrar scăzute de disipare a căldurii. Dezavantajul este că arhitecturile reversibile pot deveni destul de complicate. Pe măsură ce 2015 se apropie și industria de calcul începe să se apropie de bariera kT, este probabil ca compilatoarele să fie proiectate pentru a maximiza numărul de operațiuni reversibile termodinamic în cadrul arhitecturilor de calcul convenționale. Când începem să luăm în considerare computerele construite din porți logice foarte mici și rapide, ca în nanocalculatură, reversibilitatea devine o caracteristică esențială pentru menținerea disipării energiei la niveluri tolerabile.
Cercetarea în calculul reversibil este astăzi inițiată de MIT, al cărui proiect Pendulum a fost creat special pentru a concepe o arhitectură de calcul complet reversibilă. Întrucât eficiența maximă a computerului atins este în mod necesar alcătuită din arhitecturi reversibile, acest domeniu de cercetare este indispensabil dacă puterea și economia computerelor noastre vor continua să crească.