O que é computação reversível?
Como as densidades e velocidades de comutação de nossos dispositivos computacionais continuam aumentando exponencialmente, a quantidade de energia dissipada por esses dispositivos deve permanecer em um determinado nível, caso contrário, é necessário aparelho de resfriamento economicamente impraticável. Os computadores convencionais realizam operações lógicas termodinamicamente irreversíveis, ou seja, não é possível extrapolar os estados anteriores da máquina com base apenas em informações de estados futuros. As informações, na forma de bits, são apagadas. Esse apagamento de bit representa entropia, que está correlacionada à dissipação de calor. Porém, por volta de 2015, o desenvolvimento atingirá uma barreira fundamental - a barreira KT - que representa uma quantidade de energia calculada multiplicando a temperatura do ambiente de computação (geralmente a temperatura ambiente ou ~ 300 Kelvin) pela constante de Boltzmann. A únicaA maneira de penetrar nessa barreira é diminuir a temperatura de nossos computadores ou desenvolver computadores termodinamicamente reversíveis que não geram entropia e, portanto, não dissipam quase tanto calor quanto computadores convencionais e irreversíveis.
A criação de computadores reversíveis é uma opção significativamente mais atraente do que o resfriamento, porque diminuir o ambiente de computação para a temperatura mais baixa atingível (~ 0 kelvin) diminui apenas a dissipação de energia por unidade de volume por duas ordens de magnitude, que o prédio reversível permite que a dissipação de energia seja reduzida de arbitrariamente.
Ao construir computadores que executam operações lógicas reversíveis, níveis arbitrariamente baixos de dissipação de calor podem ser alcançados. A desvantagem é que as arquiteturas reversíveis podem se tornar bastante complicadas. À medida que 2015 se aproxima e a indústria de computação começa a se aproximar da barreira KT, é LiKely que os compiladores serão projetados para maximizar o número de operações termodinamicamente reversíveis nas arquiteturas de computação convencionais. Quando começamos a considerar os computadores construídos a partir de portões lógicos muito pequenos e rápidos, como na nanocomputação, a reversibilidade se torna uma característica essencial para manter a dissipação de energia em níveis toleráveis.
A pesquisa em computação reversível hoje está sendo pioneira pelo MIT, cujo projeto Pendulum foi criado especificamente para criar uma arquitetura de computação totalmente reversível. Como as eficiências de computador máximas atingíveis são necessariamente compostas por arquiteturas reversíveis, essa área de pesquisa é indispensável se o poder e a economia de nossos computadores continuarem a aumentar.