Calculatorul cu bile de biliard este un model logic pentru efectuarea de calcule reversibile , un calculator mecanic bazat pe legile mișcării lui Newton și propus în 1982 de Edward Fredkin și Tommaso Toffoli [1] .
În loc să folosească semnale electronice ca într-un computer de arhitectură convențional von Neumann , acesta aplică principiile mișcării bilelor de biliard în absența frecării . Calculatorul de biliard poate fi folosit pentru a studia relația dintre calculele reversibile și procesele reversibile din fizică.
Calculatorul de biliard modelează circuite logice booleene folosind în loc de fire traseele de-a lungul cărora se mișcă bilele delimitate de pereți: semnalul este codificat prin prezența sau absența bilelor pe căi, iar porțile logice sunt modelate folosind ciocniri de bile la intersecții. a potecilor. În special, se pot alege traseele bilelor astfel încât să se obțină o poartă Toffoli , o poartă logică reversibilă universală , cu care se poate obține orice altă poartă logică reversibilă. Aceasta înseamnă că un computer de biliard selectat corespunzător este capabil să efectueze orice calcule [2] .
Un computer de biliard poate fi modelat folosind diferite tipuri de automate celulare reversibile , inclusiv bloc și ordinul doi . În astfel de modele, bilele se mișcă cu o viteză constantă de-a lungul axelor de coordonate, ceea ce este suficient pentru modelarea circuitelor logice. Atât bile, cât și pereții corespund unor grupuri de celule vii (conținând 1), iar câmpul înconjurător este umplut cu celule moarte (conținând 0) [3] .
De asemenea, un computer de biliard poate fi implementat folosind crabi soldați vii din specia Mictyris guinotae ca bile de biliard [4] [5] [6] .