Бильярдный компьютер (англ. Billiard-ball computer) — логическая модель для проведения обратимых вычислений, механический компьютер, основанный на законах движения Ньютона и предложенный в 1982 году Эдвардом Фредкиным[en] и Томмазо Тоффоли[en].[1]
Вместо использования электронных сигналов, как в обычном компьютере архитектуры фон Неймана, он применяет принципы движения бильярдных шаров при отсутствии трения. Бильярдный компьютер может быть использован для изучения связей между обратимыми вычислениями и обратимыми процессами в физике.
Описание
Бильярдный компьютер моделирует булевы логические схемы, используя вместо проводов пути, по которым движутся шары, ограниченные стенками: сигнал кодируется наличием или отсутствием шаров на путях, а логические вентили моделируются при помощи столкновений шаров на пересечениях путей. В частности, можно так подобрать пути шаров, чтобы получить вентиль Тоффоли, универсальный обратимый логический вентиль, с помощью которого можно получить любой другой обратимый логический вентиль. Это означает, что правильно подобранный бильярдный компьютер способен провести любые вычисления.[2]
Моделирование
Бильярдный компьютер можно моделировать, используя различные типы обратимых клеточных автоматов, включая блочные и второго порядка. В таких моделях шары движутся с постоянной скоростью вдоль осей координат, чего достаточно для моделирования логических схем. Как шары, так и стенки соответствуют некоторым группам живых (содержащих 1) ячеек, а объемлющее поле заполнено мёртвыми (содержащими 0) ячейками.[3]
Также бильярдный компьютер может быть реализован с использованием живых крабов-солдат вида Mictyris guinotae в качестве бильярдных шаров.[4][5][6]
Примечания
- ↑ Fredkin, Edward & Toffoli, Tommaso (1982), "Conservative logic", International Journal of Theoretical Physics Т. 21 (3-4): 219–253, DOI 10.1007/BF01857727.
- ↑ Durand-Lose, Jérôme (2002), "Computing inside the billiard ball model", in Adamatzky, Andrew, Collision-Based Computing, Springer-Verlag, с. 135–160, ISBN 978-1-4471-0129-1.
- ↑ Margolus, N. (1984), "Physics-like models of computation", Physica D: Nonlinear Phenomena Т. 10: 81–95, DOI 10.1016/0167-2789(84)90252-5. Reprinted in Wolfram, Stephen (1986), Theory and Applications of Cellular Automata, vol. 1, Advanced series on complex systems, World Scientific, с. 232–246.
- ↑ Gunji, Yukio-Pegio; Nishiyama, Yuta & Adamatzky, Andrew (2011), "Robust Soldier Crab Ball Gate", Complex Systems Т. 20 (2): 93–104, <http://www.complex-systems.com/abstracts/v20_i02_a02.html>.
- ↑ Solon, Olivia (April 14, 2012), "Computer Built Using Swarms Of Soldier Crabs", Wired, <https://www.wired.com/wiredenterprise/2012/04/soldier-crabs/>.
- ↑ Aron, Jacob (April 12, 2012), "Computers powered by swarms of crabs", New Scientist, <https://www.newscientist.com/blogs/onepercent/2012/04/researchers-build-crab-powered.html>.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .