Hannah Earley 想要將一個關於創造節能電腦的舊概念推向主流。
縱觀電腦晶片的歷史，工程師們一直將廢熱視為運算的必然成本。然而，Hannah Earley 認為這是一個設計上的選擇。現年 31 歲的 Earley 是新創公司 Vaire Computing 的共同創辦人兼技術長，該公司正在打造能夠回收通常以熱能形式浪費掉的能量的晶片——這是一種稱為「可逆運算」的策略。她認為，最終這種方法可以幫助讓數據中心（以及我們的筆記型電腦和手機）變得更加節能。
當傳統電腦晶片執行運算時，它們會抹除沿途不再需要的資訊，並在此過程中將能量以熱能的形式散失。Earley 將這種方法比喻為在城市中競速，卻在每個路口都踩剎車：汽車會失去動量，並且必須燃燒更多燃料才能再次加速。可逆運算旨在保持動量——電路不會抹除運算中間步驟的資訊，而是保留它，從而能夠反向執行運算並回收部分能量。
雖然這個想法在 50 多年前就已被提出，但用現有的電晶體和電路來實現卻被證明是不切實際的。然而，Earley 徹底重新思考了實現能量回收所需的硬體。她設計了一種類似申請專利的諧振器——一種微型的晶片元件，用於儲存回收的能量以供日後重複使用。「它其實是一個被美化的鐘擺，」她說。去年，Vaire 宣布了一項關鍵突破：一款諧振器晶片，即使在考慮了為該元件供電所需的能量後，其回收的能量仍多於損失的能量。對於一個主要存在於理論中的子領域來說，這個結果證明了它的可行性。
「顯然他們有些東西很有趣，」電子設計自動化研究員、密西根大學安娜堡分校前教授 Igor Markov 表示。不過，他說，這項技術仍處於非常早期階段；該公司需要「一系列越來越現實和令人信服的演示，才能吸引商業化所需的行業支持。」
她逐漸相信，資訊、能量和熱量之間的聯繫可以永遠改變電腦。
Earley 的晶片設計之旅比大多數人都要早。她大約在九歲時就開始編程，從高階網頁編碼開始，然後深入研究 Perl 和 Java 等其他編程語言。她不斷深入到越來越抽象的計算層級，直到最終觸及電晶體。
她最終進入了劍橋大學的博士項目，師從計算生物學家 Gos Micklem。她最初研究 DNA 等材料如何用於執行計算，但在幾個月後，Micklem 將可逆運算先驅 Michael Frank 於 1999 年的博士論文寄給了她。Earley 讀了一遍，感到懷疑，又讀了一遍，然後花了幾週時間消化。她逐漸相信，資訊、能量和熱量之間的聯繫可以永遠改變電腦。
這種迷戀完全轉變了她的博士研究方向。Earley 研究了計算的物理極限，並構建了能夠將普通程式轉換為可逆程式的軟體。「最終我不會讓她把我的名字放在她的任何論文上，因為我覺得我無法真正站出來，對她們的東西發表一個像樣的演講，」Micklem 回憶道。「那是她的東西。」
在 2021 年完成學位後，Earley 遇到了科技企業家兼投資人 Rodolfo Rosini。兩人於同年共同創辦了 Vaire，此後該公司已籌集超過 1200 萬美元，聘請 Frank 擔任高級科學家，並開始將可逆運算的願景轉化為實際硬體。
然而，創新並非一蹴可幾。在 2022 年冬天，愛荷華州格林內爾，Earley 在她當時妻子的地下室公寓裡度過了數週，當時室外風寒達到了約 -40°F，她一次又一次地在白板上寫滿了實現可逆邏輯所需的關鍵電路圖。當設計終於成形時，在兩人逃離寒冷前往拉斯維加斯之後，感覺不像是一個頓悟的時刻，更像是一種逐漸釋放的解脫。「我感覺自己並沒有完全超出我的能力範圍，」她回憶道。
Earley 和她的同事們面臨的下一個挑戰是讓他們與眾不同的晶片能夠融入現有的設備和製造系統。她認為未來就在於此——不在於進一步改進現有晶片，而在於從頭開始重建它們，並考慮到可逆性。「我想解決電腦建造的每一個部分，」Earley 說，「並用這些術語重新思考它。」