可逆計算是計算過程在某種程度上是時間可逆的任何計算模型。 在使用從抽象機的一個狀態到另一個狀態的確定性轉換的計算模型中，可逆性的必要條件是從狀態到它們的后繼者的映射關系必須是一對一的。 可逆計算是非常規計算的一種形式。

由于量子力學的幺正性，量子電路是可逆的，只要它們不使它們運行的量子態崩潰。

有兩種主要的、密切相關的可逆性類型對此特別感興趣：物理可逆性和邏輯可逆性。

如果一個過程不導致物理熵增加，則稱該過程是物理可逆的； 它是等熵的。 有一種電路設計風格完美地展示了這種特性，稱為電荷恢復邏輯、絕熱電路或絕熱計算（請參閱絕熱過程）。 盡管在實踐中沒有非平穩物理過程可以完全物理可逆或等熵，但在與未知外部環境相互作用充分隔離的系統中，當物理定律時，我們可以接近完美可逆性的接近程度沒有已知限制 描述系統演化的精確已知。

研究旨在實現可逆計算的技術的一個動機是，它們提供了被預測為提高計算機計算能效的xxx潛在方法，超出了 kT ln(2) 能量耗散的基本馮諾依曼-朗道爾極限 不可逆位操作。 盡管 Landauer 極限比 2000 年代計算機的能耗低數百萬倍，在 2010 年代低數千倍，但可逆計算的支持者認為這主要歸因于架構開銷，這有效地放大了 Landauer 的影響 實際電路設計中的限制，因此如果不使用可逆計算原理，實際技術可能難以遠遠超過當前的能效水平。

正如 Rolf Landauer 在 IBM 工作時首先提出的那樣，為了使計算過程在物理上可逆，它也必須在邏輯上可逆。 Landauer 的原則是嚴格有效的觀察，即對 n 位已知信息的不經意擦除必須始終產生 nkT ln(2) 的熱力學熵成本。 如果將舊計算狀態映射到新計算狀態的轉換函數是一對一函數，則稱離散的確定性計算過程在邏輯上是可逆的； 即輸出邏輯狀態xxx地確定計算操作的輸入邏輯狀態。

對于非確定性（在概率或隨機意義上）的計算過程，新舊狀態之間的關系不是單值函數，獲得物理可逆性所需的要求變得稍微弱一些，即大小 隨著計算的進行，給定的可能初始計算狀態集合平均不會減少。

Landauer 的原理（實際上，熱力學第二定律本身）也可以理解為物理學潛在可逆性的直接邏輯結果，這反映在力學的一般哈密頓公式中，以及統一時間 - 更具體地說，是量子力學的演化算子。

因此，可逆計算的實施相當于學習如何表征和控制機制的物理動力學，以如此精確地執行所需的計算操作，以便我們可以在每個邏輯操作中積累關于機制的完整物理狀態的不確定性總量可以忽略不計 即執行。

換句話說，我們需要精確跟蹤機器內執行計算操作所涉及的活躍能量的狀態，并以這樣一種方式設計機器，即大部分能量以有組織的形式回收，可以 被重新用于后續操作，而不是被允許以熱量的形式消散。

盡管實現這一目標對超精密新物理計算機制的設計、制造和表征提出了重大挑戰，但目前沒有根本理由認為這一目標最終無法實現，從而使我們有朝一日能夠制造出能夠 對于它們在內部執行的每個有用的邏輯操作，產生的物理熵少于 1 位（并且消耗的能量少于 kT ln 2 的熱量）。