Calcul natural se referă la orice tip de tehnică de calcul care utilizează materiale sau inspirație din natură. Exemplele de calcul natural includ dezvoltarea de rețele neuronale artificiale care se adaptează la schimbări și proiectarea computerelor cuantice care ar putea fi de mult mai multe ori mai puternice decât computerele actuale. Calculul natural se poate referi și la crearea de substanțe artificiale care le imită pe cele din natură.
Există o serie de domenii de calcul care folosesc idei din natură pentru a crea soluții mai eficiente la probleme. Unele computere sunt, de asemenea, dezvoltate la începutul secolului 21 pentru a folosi materiale naturale, cum ar fi anumite molecule, pentru a efectua calcule mai rapide și mai eficiente. Aceste tehnici sunt toate forme de calcul natural, deoarece ele nu ar exista fără cunoștințe detaliate despre cum funcționează sistemele naturale.
Calculul natural se poate referi și la încercarea de a proiecta organisme artificiale care se comportă ca sisteme naturale. Acestea includ încercarea de a construi sisteme care pot efectua procese precum reglarea genelor, care este importantă în organismele vii. Un alt exemplu este autoasamblarea, care se referă la sisteme care se pot organiza dintr-o stare inițială dezorganizată.
Rețelele neuronale, de exemplu, sunt adesea folosite de programatorii de computere care doresc ca un program să devină automat mai eficient în timp. Acestea se bazează pe structurile găsite în rețelele neuronale naturale, cum ar fi cele găsite în neuronii din creier. Folosind versiuni simple ale sistemelor găsite în rețelele neuronale naturale, programatorii de computere pot face programele lor mai adaptabile la informații noi. Începând cu 2011, rețelele neuronale artificiale nu se apropie de complexitatea rețelelor neuronale naturale, dar încă pot fi utile.
Un alt exemplu de calcul natural este cercetarea modului de a construi un computer cuantic. Ideea este că în locul computerelor moderne, care efectuează calcule bazate pe stările binare de 0 sau 1, un computer cuantic ar putea folosi teoretic mult mai multe stări. Acest lucru ar putea duce la computere mult mai rapide. Deși se crede că un computer cuantic este încă departe, din 2011, pare să nu existe niciun motiv științific pentru care să nu poată fi realizat odată ce tehnologia a devenit suficient de avansată.
Există o varietate de alte exemple de calcul natural. Acestea includ proiectarea vieții artificiale, robotica și calculul evolutiv. Inteligența roiului, care este un tip de sistem care imită grupuri mari de animale, cum ar fi furnicile, poate fi, de asemenea, importantă în viitor. Are o serie de aplicații potențiale, mai ales atunci când se încearcă prognozarea evenimentelor viitoare.