Projektbeschreibung

Energie ist eine zentrale Herausforderung in der heutigen Gesellschaft. Begrenzte natürliche Ressourcen und hohe Produktionskosten führen zu Energieknappheit. Der Energieverbrauch verursacht komplexe und unerwünschte Phänomene wie Umweltverschmutzung und globale Erwärmung. IT macht einen überraschend großen Anteil des globalen Energieverbrauchs aus — geschätzt 10%. Daher ist Energieeffizienz in der Informatik ein kritisches und notwendiges Forschungsgebiet, genannt Green Computing.

Die Gesetze der Physik — insbesondere das Landauer-Prinzip — legen eine untere Grenze für die Energie fest, die für eine irreversible Berechnung benötigt wird, proportional zur Anzahl der Bits an verworfenen Informationen. Klassische Berechnung verwirft große Mengen (z.B. x=0 auf 64 Bits verwirft 64 Bits), während reversibles Computing (RC) keine verwirft und damit Landauers untere Grenze vermeidet. Obwohl der Anteil der durch das Landauer-Prinzip verlorenen Energie derzeit gering ist (~1‰), wird er mit der Verbesserung der Hardware-Technologie zunehmend relevant. Wir sind überzeugt, dass RC zu einem Hauptakteur bei der Suche nach energieeffizienter Informatik werden wird. Wir nennen diesen Übergang die RC-Revolution.

Die Welt, die EU-Forschung und die Softwareindustrie sind noch nicht bereit für die RC-Revolution. RC ist ein junges und relativ kleines Gebiet, mit bahnbrechenden Anwendungen in Robotik, Debugging und paralleler Simulation. Reversible Programmiersprachen existieren, aber sie befinden sich im Stadium akademischer Prototypen und fehlen Schlüsselelemente wie Fehlerbehandlung und Modularität, Bibliotheken relevanter Algorithmen und High-Level-Tool-Unterstützung. E-CoRe zielt darauf ab, die Bühne für die RC-Revolution zu bereiten, indem eine Gemeinschaft von Experten mit tiefem Verständnis der RC-Finessen gebildet wird, die RC-Sprachen, Algorithmen und Architekturen verbessern und popularisieren werden — insbesondere in energieintensiven Anwendungen wie maschinellem Lernen, Blockchains und Drohnen. Über Energieeffizienz hinaus profitiert RC auch andere Aspekte von Software: einfacheres Debugging, Zuverlässigkeit und Sicherheit.