可逆計算

可逆計算（英語：Reversible Computing），是一種計算模型，它的計算過程是可逆的。在這種計算模型中，使用的能量很低，熵的增加會最小化，換句話說，它幾乎不會產生額外的熱。

在可逆計算模型中，轉換函數的前一個狀態，與下一個狀態之間的關係，是一對一的反函數。因此，它的邏輯閘，除了產生出我們想要的答案之外，還需要包含許多額外的位元，用以記憶運算的歷史。最早提出可逆計算的先驅，是IBM的工程師羅夫·蘭道爾（Rolf Landauer）。

可逆電路

對於可逆電路的實現，人們一般以邏輯門為模型研究可逆計算，並計算能量消耗，確定極限。例如，非門是可逆的，因為它的操作可以取消。異或門不可逆，因為它的輸出無法明確一對一地映射回它的輸入。不過，可控非門（CNOT），通過保存一個輸入狀態，成為異或門的可逆版本。具有三個輸入端的可控非門稱作 Toffoli 門。它保留了兩個輸入 ${\displaystyle a}$ 與 ${\displaystyle b}$，而把第三個輸入替換為 ${\displaystyle c\oplus (a\cdot b)}$。當 ${\displaystyle c=1}$ 時，其操作為與非門，而與非門是一種通用邏輯門。這樣， Toffoli 門可以實現所有的可逆布爾函數。

參見

• 蘭道爾原理