La computadora de bolas de billar es un modelo lógico para realizar cálculos reversibles , una computadora mecánica basada en las leyes del movimiento de Newton y propuesta en 1982 por Edward Fredkin y Tommaso Toffoli [1] .
En lugar de usar señales electrónicas como en una computadora de arquitectura von Neumann convencional , aplica los principios de movimiento de las bolas de billar en ausencia de fricción . La computadora de billar se puede utilizar para estudiar la relación entre los cálculos reversibles y los procesos reversibles en física.
La computadora de billar modela circuitos lógicos booleanos utilizando en lugar de cables las trayectorias a lo largo de las cuales las bolas se mueven delimitadas por paredes: la señal se codifica por la presencia o ausencia de bolas en las trayectorias, y las puertas lógicas se modelan utilizando colisiones de bolas en las intersecciones . de los caminos En particular, se pueden elegir las trayectorias de las bolas de tal manera que se obtenga una puerta Toffoli , una puerta lógica reversible universal , con la que se puede obtener cualquier otra puerta lógica reversible. Esto significa que una computadora de billar correctamente seleccionada puede realizar cualquier cálculo [2] .
Una computadora de billar puede ser modelada usando varios tipos de autómatas celulares reversibles , incluyendo bloques y segundo orden . En tales modelos, las bolas se mueven a una velocidad constante a lo largo de los ejes de coordenadas, lo cual es suficiente para modelar circuitos lógicos. Tanto las bolas como las paredes corresponden a algunos grupos de células vivas (que contienen 1), y el campo circundante está lleno de células muertas (que contienen 0) [3] .
Además, se puede implementar una computadora de billar usando cangrejos soldados vivos de la especie Mictyris guinotae como bolas de billar [4] [5] [6] .