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应用范畴论为建模过程及其组合提供了强大的数学工具。对称幺半范畴涉及序列与并行组合，特别适用于描述过程在时空中的组合。这类范畴也被称为过程理论，其支持弦图表示——这是一种直观、严谨、表达力强且灵活的语法，可广泛应用于众多科学领域。在本论文中，我们利用弦图来研究量子基础、计算及自然语言处理领域中的若干主题：(1) 将构造者理论形式化为一种过程理论。在量子物理学背景下，我们还展示了构造者理论中局域性原理与组合原理之间的冲突。此外，我们论证，若拒绝局域性原理，范畴量子力学 (CQM) 可被视为量子物理的一种构造者理论。(2) 为基于相位编码的波基逻辑电路开发了一种形式化方法。我们以自旋波电路为例对该形式化方法进行阐述，随后展示了其在布尔逻辑电路设计、分析与优化中的实用性。(3) 研究了分布组合电路 (DisCoCirc) 框架中跨语言语法官僚现象的消除问题。具体而言，我们为乌尔都语的一个受限片段开发了一种混合语法，并证明了赋予该混合语法的乌尔都语文本可满射地映射到 DisCoCirc 文本电路。此外，我们证明，对于同一语言片段，乌尔都语与英语的文本电路在门级翻译下是相同的。上述工作支持了如下观点：科学中的过程关系视角能够很好地由应用范畴论工具，尤其是弦图，来支撑。