Biljardipallotietokone on looginen malli käännettävien laskutoimitusten suorittamiseen , mekaaninen tietokone , joka perustuu Newtonin liikelakeihin ja jonka Edward Fredkin [ ja Tommaso Toffoli [1] ehdottivat vuonna 1982 .
Sen sijaan, että käytettäisiin elektronisia signaaleja kuten perinteisessä von Neumannin arkkitehtuuritietokoneessa , se soveltaa biljardipallojen liikkeen periaatteita kitkan puuttuessa . Biljarditietokoneella voidaan tutkia palautuvien laskelmien ja palautuvien prosessien välistä suhdetta fysiikan alalla.
Biljarditietokone mallintaa Boolen logiikkapiirejä käyttämällä johtojen sijasta reittejä, joita pitkin pallot liikkuvat seinien rajoittamina: signaali koodataan pallojen läsnäololla tai puuttumisella poluilla ja logiikkaportit mallinnetaan käyttämällä pallojen törmäyksiä risteyksissä. poluista. Erityisesti pallojen polut voidaan valita siten, että saadaan Toffoli-portti , universaali käännettävä logiikkaportti , jolla voidaan saada mikä tahansa muu käännettävä logiikkaportti. Tämä tarkoittaa, että oikein valittu biljarditietokone pystyy suorittamaan mitä tahansa laskelmia [2] .
Biljarditietokone voidaan mallintaa käyttämällä erilaisia palautuvia solukkoautomaatteja , mukaan lukien lohko- ja toisen asteen automaatit . Tällaisissa malleissa pallot liikkuvat vakionopeudella koordinaattiakseleita pitkin, mikä riittää logiikkapiirien mallintamiseen. Sekä pallot että seinät vastaavat joitain elävien (sisältää 1) solujen ryhmiä, ja ympäröivä kenttä on täynnä kuolleita (sisältää 0) soluja [3] .
Myös biljarditietokone voidaan toteuttaa käyttämällä eläviä Mictyris guinotae -lajin sotilasrapuja biljardipalloina [4] [5] [6] .