Computadora de billar

Una computadora de bolas de billar , un tipo de circuito lógico conservador , es un modelo idealizado de una computadora mecánica reversible basada en la dinámica newtoniana , propuesta en 1982 por Edward Fredkin y Tommaso Toffoli . ^{[ 1 ]} En lugar de utilizar señales electrónicas como una computadora convencional , se basa en el movimiento de bolas de billar esféricas en un entorno sin fricción formado por amortiguadores contra los que las bolas rebotan perfectamente. Fue diseñada para investigar la relación entre la computación y los procesos reversibles en física.

Este modelo puede utilizarse para simular circuitos booleanos en los que los cables del circuito corresponden a trayectorias por las que puede desplazarse una de las bolas, la señal en un cable se codifica mediante la presencia o ausencia de una bola en esa trayectoria, y las compuertas del circuito se simulan mediante colisiones de bolas en los puntos donde se cruzan sus trayectorias. En particular, es posible configurar las trayectorias de las bolas y los búferes que las rodean para formar una compuerta Toffoli reversible , a partir de la cual se puede simular cualquier otra compuerta lógica booleana. Por lo tanto, las computadoras de bolas de billar configuradas adecuadamente pueden utilizarse para realizar cualquier tarea computacional. ^{[ 2 ]}

Es posible simular computadoras de bolas de billar en varios tipos de autómatas celulares reversibles , incluyendo autómatas celulares de bloques y autómatas celulares de segundo orden . En estas simulaciones, las bolas solo pueden moverse a velocidad constante en una dirección paralela al eje, suposiciones que, en cualquier caso, ya estaban presentes en el uso del modelo de bolas de billar para simular circuitos lógicos. Tanto las bolas como los búferes se simulan mediante ciertos patrones de células vivas, y el campo a través del cual se mueven las bolas se simula mediante regiones de células muertas, en estas simulaciones de autómatas celulares. ^{[ 3 ]}

También se han creado compuertas lógicas basadas en diseños de computadoras con bolas de billar para operar utilizando cangrejos soldados vivos de la especie Mictyris guinotae en lugar de las bolas de billar. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

En 2025, los matemáticos Eva Miranda e Isaac Ramos publicaron un artículo que demuestra que los billares 2D son Turing completos. ^{[ 7 ] [ 8 ]} En este trabajo demuestran que incluso los sistemas de billar planos clásicos con una sola bola son capaces de realizar computación universal.

• Computación no convencional
• Fluidos