Computación reversible

[1]​ Se dice que un proceso es físicamente reversible si no produce un incremento de entropía, siendo por tanto isoentrópico.Aunque en la práctica ningún proceso físico no estático puede ser exactamente reversible o isoentrópico, no hay un límite conocido para la aproximación a una reversibilidad perfecta, en sistemas suficientemente aislados de interacciones con entornos externos desconocidos, en los que las leyes físicas que describen la evolución del sistema se conocen con precisión.En procesos computacionales no deterministas (en el sentido de que sean probabilísticos o aleatorios), la relación entre estados viejos y nuevos no es una correspondencia unívoca, y la condición para obtener la reversibilidad física se hace más débil, concretamente que el tamaño de un conjunto dado de posibles estados computacionales iniciales no disminuya, en promedio, a medida que la computación progresa.Actualmente este campo está respaldado por un cuerpo considerable de literatura académica.Esto sólo podrá lograrse mediante la computación reversible, debido a la segunda ley de la termodinámica.En un modelo simplificado de tales circuitos las entradas (inputs) incurren en un consumo (pero nótese que en las puertas lógicas reales, tal como se implementan en, por ejemplo, elementos tipo CMOS, no ocurre esto).En este entorno de modelización, una puerta lógica NOT es reversible, porque puede ser «desandada».Esta puerta preserva dos de sus entradas a,b y sustituye la tercera c medianteAsí pues, la puerta Toffoli es universal y con ella se puede implementar cualquier función booleana (necesitando un número suficiente de bits auxiliares puestos a cero).Hay disponibles estudios sobre circuitos reversibles, su construcción y optimización, así como investigaciones recientes.