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一排电线的通用门。 (英语) Zbl 1494.37011号

考虑具有元素((X_i)_i)的Cantor集(X=\{0,1\}^{mathbb Z}),以及作用于(X\)并由移位映射(sigma(X)=(X_{i+1})_i生成的群(G\)和所有同胚(f\colon X\ to X\)有界支撑在这个意义上,无论何时,(f(x)i=xi)都是(i>r(f))。这种同胚被称为可逆闸门,一组门\(F\)是普遍的如果\(G=\langle F,\sigma\rangle\)。
门的解释自然是由电子学驱动的。例如,\(s(x)_i=\{x_{1-i}\text{if}i\in\{0,1\},x_i\text{else}\}\)是互换两条导线的(0,1)和(c^k(x)_i={1-x0\text{if}i=0\wedgex_1=\cdots=x_k=1,x_i\text{else}\})是\(k\)-th受控NOT当依赖于排列在一行中的输入的每个电路都可以使用\(F\)及其移位来表示时,一组门\(F\)是通用的。
作者从两个方面证明了一组令人印象深刻的结果:第一,关于群G本身。这是由\(s,c^0,c^2,\sigma\}\)生成的,意味着\(s、c^0、c^2\}\)是通用的;它甚至由\(\{f,\ sigma \}\)为某些特定门\(f \)生成,例如“规则57”(\(e^{57}(x)0=1-x0\),除非\(x{-1}=0\nex1\),并且没有其他输入被更改)。
其次,他证明了无限群上的这些结果对输入按循环排列的有限电路有影响。让(G_n)表示交替群(operatorname{Alt}({0,1\}^n));那么就没有同态(G到Gn),但对于G中的每一个(f),都有一个定义良好的对应元素(f_n),它是渐近的内射同态,映射到位的循环置换(sigma_n)。更简洁地说,带有部分定义映射(fmapstof_n)的\(G_n)_n确认了这样一个事实,即\(G_)是一个来氟米特组:每个有限子集都可以嵌入到一个有限群中。
然后,定理1表明,对于(F)泛型,我们对所有(n(F))都有(G_n=langle F_n,sigma_n rangle)。特别是,\(G_n=\langle e^{57}个,\sigma\rangle\)表示所有\(n\ge4\);这解决了一个猜想M.麦考利等[J.Algebr.Comb.33,No.1,11-35(2011;Zbl 1211.37014号)]和M.Vielhaber先生[发表于:2012年9月19日至21日,科西嘉岛拉马拉纳,第18届细胞自动机和离散复杂系统国际研讨会和第3届细胞自然主义国际研讨会。诉讼程序。滑铁卢:开放出版协会(OPA)。166–176(2012年;Zbl 1459.68132号)].
证明主要是基于仔细和基本的考虑;尽管在某些地方,它们是基于计算机计算的输出(见附录)。

MSC公司:

37B15号机组 细胞自动机的动力学方面
68问题80 细胞自动机(计算方面)
2006年第68季度 作为计算模型的网络和电路;电路复杂性
81页68 量子计算
08A40号 代数结构、原代数中的运算和多项式
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