Biljardbollsdator är en logisk modell för att utföra reversibla beräkningar , en mekanisk dator baserad på Newtons rörelselagar och föreslagen 1982 av Edward Fredkin och Tommaso Toffoli [1] .
Istället för att använda elektroniska signaler som i en konventionell von Neumann-arkitekturdator tillämpar den principerna för rörelse hos biljardbollar i frånvaro av friktion . Biljarddatorn kan användas för att studera sambandet mellan reversibla beräkningar och reversibla processer inom fysiken.
Biljarddatorn modellerar booleska logiska kretsar som använder i stället för ledningar de banor längs vilka bollarna rör sig avgränsade av väggar: signalen kodas av närvaron eller frånvaron av bollar på banorna, och de logiska grindarna modelleras med hjälp av kollisioner av bollar vid korsningarna av stigarna. I synnerhet kan man välja kulornas banor på ett sådant sätt att man erhåller en Toffoli-grind , en universell reversibel logisk gate , med vilken vilken annan reversibel logisk gate kan erhållas. Det betyder att en korrekt vald biljarddator kan utföra alla beräkningar [2] .
En biljarddator kan modelleras med olika typer av reversibla cellulära automater , inklusive block och andra ordningen . I sådana modeller rör sig kulorna med konstant hastighet längs koordinataxlarna, vilket är tillräckligt för att modellera logiska kretsar. Både bollar och väggar motsvarar vissa grupper av levande (innehållande 1) celler, och det omgivande fältet är fyllt med döda (innehåller 0) celler [3] .
En biljarddator kan också implementeras med hjälp av levande soldatkrabbor av arten Mictyris guinotae som biljardbollar [4] [5] [6] .