可逆コンピュータの演算はエネルギーを消費しない。 可逆コンピュータは入力情報から答を導き出すのと同様に、答から入力情報を導き出すこともできる。 順方向の演算と逆方向の演算は全く同等の重みを持っており、どちらかが優先されることは無い。 前節で紹介したビリヤードボールコンピュータを思い描いてみよう。 順方向の演算を終えた後、誰かがボールにブレーキをかけない限り、ボールの運動は続く。 ボールの向う先に反射板を置いて運動を反転させれば、反転したボールは逆方向の演算を開始する。 可逆コンピュータは順方向の演算と逆方向の演算をいつまでも交互に繰り返すことになる。 つまり可逆コンピュータには長い目で見た場合、入力から出力へと向かう明確な方向性がない。 行きと帰りは全く同じ重みを持つのだから、その動作は過去と未来に対して対称であり、どちらか一方の向きに優先的に流れることはないのである。

実在する不可逆なコンピュータは入力から出力へ、確実に一方向に動作する。 なぜ一方向に動作するかというと、不可逆なコンピュータはエネルギーを消費し、エントロピーの増大に寄与しているからである。 つまりコンピュータというものはエネルギーを費やした分だけ意図した方向に進むのである。 （もっともこれはコンピュータに限った話ではなく、あらゆる装置、現象について言えることなのだが。） ここで次の様な疑問が生じる。 双方向に動く可逆コンピュータに、如何なる操作を施せば意図した方向だけに動作させることができるのだろうか。 コンピュータを意図した方向に動作させるために必要となる最低限のエネルギーはどれ程だろうか。 現在の不可逆コンピュータは、１個１個のトランジスタが動作する度にエネルギーを消費している（発熱している）。 しかしスイッチングにともなうエネルギー消費は原理的に必須ではない。 それでもコンピュータ全体を眺めたとき、一方向に動作させるためには何処かで必ずエネルギーを消費しなければならない。 それは何処か。 また、それはどれだけの大きさのエネルギーか。

ビリヤードボールコンピュータを思い描けば、コンピュータを一方向に動作させる操作とは、演算後のボールに「ブレーキをかけること」だと気付く。 ボールを確実に、意図した場所で止める操作が必要なのだ。 ブレーキをかける操作は実質的なエネルギー消費であり、発熱を伴うエントロピー増大過程である。 全てのボールにブレーキをかけるとすれば、演算に必要な全エネルギーは「ボールの数ｘ運動エネルギー」ということになる。 これが一方向の演算に必要最低限のエネルギーなのだろうか。 実は、工夫をこらせばもっとエネルギーを減らすことができるのである。

それは計算を終えたボールを「動いたままの状態で箱に入れて回収する」という工夫である。 ボールが転がってくる経路の先に、入り口のフタの開いた箱を設置する。 ボールが箱に入ったところで入口のフタを閉じれば、閉じ込められたボールは箱の中を往復し続けることになる。 ボールが入った箱はそのまま次回の演算に使用することができるので、ボールの運動に着目する限りエネルギーの損失は無い。 ボールの回収にあたって、フタの開いた箱はボールが出てくる可能性のある全ての出口に対して仕掛けておく必要がある。 実際にどの出口からボールが出てくるかはわからない。 （分かっているのであれば演算を行う必要がない。） それゆえ、仕掛けた箱のなかのどれにボールが入り、どれが空なのかは予め知ることができない。 我々にできるのは、ボールが出てくるタイミングを見計らって全ての箱のフタを一斉に閉じることだけである。 （演算にどれ位の時間がかかるかは、回路を組み立てたときに予め予測できる。） 結局、以上の操作を通じて我々の手元に残るのは「どの箱に入っているかわからないボール」ということになる。 ここでボールを演算前の状態に（逆の演算を行う以外の方法で）戻すには、ボールの入った箱だけを選び出す作業が必要となる。 つまりこの場合、演算に使ったエネルギーとはボールの入った箱を選び出すのに必要なエネルギーのことなのである。

ボールの入った（あるいは入っていない）箱とは、通常のコンピュータに対比させると何に相当するだろうか。 答えは「メモリー」である。 可逆コンピュータは演算自体にはエネルギーを消費しない代わりにメモリーを余分に消費する。 必要とする答以外の余分な記録が演算後のメモリー上に残るのである。 このことは可逆コンピュータを構成する個々の素子を思い浮かべれば想像がつく。 可逆素子は入力線の本数と出力線の本数が等しい。 しかし演算の答に必要なのは出力線の一部だけである。 残りの大部分の線は不要なゴミとなる。 このような「データのゴミ」のことを、コンピュータの世界では「ガベージ」と呼んでいる。 可逆コンピュータと普通のコンピュータを比較すれば、両者の差異はガベージの有無であることに気付く。 従って、可逆コンピュータを通常の不可逆コンピュータと同様に一方向に動作させるには「データのゴミ処理」の分だけのエネルギーを投じる必要がある。

それでは「データのゴミ処理」にかかるエネルギーはどれ程の大きさなのだろうか。 最も単純なケース、「２つの箱の中のどちらにボールが入っているか分からない」という状態を考えてみよう。 どちらか１つの箱の中に確実にボールを押し込めるには、２つの箱を連結した後、全体を半分に圧縮する操作が必要となる。 この操作は、ボールという１個の分子から成る気体の体積を半分に圧縮するのだと捉えることができる。 １分子の気体を半分に圧縮するのに要するエネルギーＥの大きさは ｋＴ＊ｌｎ(２) である。 つまり、１bitの「データのゴミ」に対して最低限Ｅ = ｋＴ＊ｌｎ(２) だけのエネルギーが必要となる。※ 演算を通じてＮbitの「データのゴミ」が生じたならば、必要なエネルギーは Ｅ = ｋＴ＊ｌｎ(Ｎ) である。

「不可逆コンピュータに必要なエネルギーの大きさは、不要な情報を消去する過程で決まる。」 この考え方はコンピュータの熱力学の開拓者の名を冠して、しばし「ランダウアーの原理」と呼ばれることがある。 ランダウアーの論旨をまとめると次の様になる。

エネルギーの観点からすると、コンピュータにとって最も重要な過程は「忘れる」ことだったのである。