Quels sont les défauts de la méthode de sauvegarde réversible de l'informatique réversible?

Je suis un étudiant de premier cycle qui commence tout juste à lire sur l'informatique réversible. Je sais qu'en raison du principe de Landauer, les calculs irréversibles dissipent la chaleur (et les réversibles non). J'en ai parlé avec mon professeur, qui n'avait jamais entendu parler de l'informatique réversible auparavant, et il avait du mal à comprendre pourquoi la théorie de l'informatique réversible n'était pas banale.

Son point était juste que vous pouvez toujours sauvegarder l'entrée, c'est-à-dire pour toute fonction que vous souhaitez rendre réversible, définissez une nouvelle fonction f r e v e r s i b l e : { 0 , 1 } n → { 0 , 1 } 2 n (ou { 0 , 1 } 2 $f: \{ 0, 1 \}^n \rightarrow \{ 0, 1 \}^n$$f_{reversible}: \{ 0, 1 \}^n \rightarrow \{0, 1 \}^{2n}$ et vous venez de mettre 0 s pour les n derniersbits de l'entrée) qui renvoie la sortie dans les n premiersbits et l'entrée dans les n autresbits. Ensuite, pour inverser f r e v e r s i b l e, il vous suffit de supprimer la sortie et de renvoyer l'entrée que vous avez enregistrée.$\{ 0, 1 \}^{2n} \rightarrow \{0, 1 \}^{2n}$$0$$n$$n$$n$$f_{reversible}$

Mon objection immédiate était que cela prend plus de mémoire que la fonction d'origine - bien que par un facteur constant. Contraindre la sortie à bits semble cependant restaurer l'intérêt du problème. Est-ce ce que l'on entend généralement par informatique réversible?$n$

Une autre objection semblait être que lorsque nous rejetons la sortie, nous faisons quelque chose d'irréversible qui va dissiper la chaleur. Mais nous avons correctement récupéré l'état initial, alors comment pourrait-il être irréversible? Je ne connais pas assez de physique pour comprendre si la chose importante avec la chaleur r / t est juste pour que tout le calcul soit réversible, ou si chaque étape doit également être réversible, ou si cette idée est juste dans le mauvais arbre .

Il y a deux caractéristiques importantes de l'informatique réversible qui manquent à votre discussion sur l'informatique réversible:

1. Une fonction réversible doit être une bijection, et
2. La réversibilité est définie au niveau des portes locales, pas seulement au niveau global.

$\{0,1\}^n \rightarrow \{0,1\}^n$$\{0,1\}^{2n} \rightarrow \{0,1\}^{2n}$$n$$0^n$

Quant au deuxième point, c'est vraiment la partie essentielle de l'informatique réversible du point de vue de la physique. Le processus physique ne peut pas simplement "annuler" le chauffage à un niveau global, donc chaque porte doit être réversible pour que le circuit soit réversible au sens pertinent pour la physique.

Enfin, la théorie de l'informatique réversible n'est pas excessivement compliquée, mais elle n'est certainement pas triviale. En particulier, certains circuits peuvent être mis en œuvre avec strictement moins de registres / fils de manière non réversible qu'ils ne peuvent l'être de manière réversible. Cependant, l'explosion du passage du non réversible au réversible n'est pas trop mauvaise.

En général, j'entends rarement l'informatique réversible apparaître dans les cours CS classiques, car elle est rarement pertinente pour le calcul classique. Cependant, c'est un sujet important dans l'informatique quantique car tous les circuits quantiques sont réversibles et parce qu'il faut manipuler soigneusement ce qui se trouve sur vos fils `` indésirables '' pour éviter les enchevêtrements inutiles.