Da computação paraconsistente a computação quantica

Autor: Agudelo, Juan Carlos Agudelo
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2006
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnicampUniversidade Estadual de CampinasUNICAMP.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Orientador: Walter Alexandre Carnielli
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciencias Humanas
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As diferentes interpretações da mecânica quântica levanta sérios problemas filosóficos a respeito da natureza do mundo físico e do estatuto das teorias físicas. Tais interpretações desempenham um papel importante na compreensão dos modelos de computação quântica, e por sua vez os modelos de computação quântica abrem a possibilidade de se confrontar as teses filosóficas que se atrevem a responder a tais problemas. Apesar das relevantes e surpreendentes promessas de uso pragmático e tecnológico da computação quântica, não é por essa vereda que caminha este trabalho: o que aqui se oferece é um novo paradigma de computação (um modelo de computação baseado no paradigma paraconsistente), e se propõe uma nova interpretação da computação quântica através desse novo paradigma, dessa forma colaborando simultaneamente na discussão filosófica a respeito da noção de computabilidade e da mecânica quântica. O presente trabalho introduz a definição do que será chamado de modelo de máquinas de Turing paraconsistentes (MTPs). Tal modelo de computação é uma generalização do modelo clássico de máquinas de Turing. No modelo de máquinas de Turing paraconsistentes, diferentemente do modelo clássico, permite-se a execução de múltiplas instruções de mancha simultânea, dando lugar a multiplicidade de símbolos em diferentes casas da fita, multiplicidade de estados e multiplicidade dc posições da máquina. Considerando que tal multiplicidade de configurações, embora essencial nas MTPs pode ser interpretado como incoerências com respeito às máquinas de Turing clássicas, permite-se acrescentar condições de consistência e inconsistência na execução das instruções nas MTPs. o que servirá então para controlar o estado dc incoerência do sistema. Depois de apresentar o modelo de MTPs, são descritos os modelo de máquinas de Turing quânticas (MTQs) e o modelo dc circuitos quânticos (CQs), ambos introduzidos inicialmente por David Dcutsch. os quais são, respectivamente, generalizações do modelo de máquinas dc Turing clássicas e de circuitos boolcanos clássicos usando as leis da mecânica quântica. Finalmente, estabelecem-se relações entre o modelo de MTPs e os modelos de computação quântica, simulando algoritmos quânticos simples (um CQ que soluciona o chamado problema de Dcutsch e um CQ que soluciona o chamado problema de Deutsch-Josza) e mostrando que o paralelismo quântico, uma característica essencial da computação quântica., pode em alguns casos ser simulado por meio de MTPs. Dessa forma, apesar de o particular modelo de MTPs aqui apresentado ter algumas restrições na simulação de certas características da computação quântica, abre-se a possibilidade de se definir outros modelos de MTPs de maneira a simular tais características. Em resumo, o presente trabalho, na medida cm que oferece um novo paradigma de computação (a saber, a computação paraconsistente) e uma nova interpretação dos modelos de computação quântica (a saber, a interpretação da computação quântica através da computação paraconsistente) contribui para a discussão filosófica a respeito da interpretação dos modelos de computação quântica, e possivelmente da interpretação da própria mecânica quântica. Contudo, não menos importante é o fato de que, apesar de o presente trabalho não pretender se dedicar a questões puramente técnicas da computabilidade, ele de fato abre um imenso campo de investigação a respeito da computação relativizada à lógica e suas implicações - no caso presente, relativizada à lógica paraconsistente
The interpretations of quantum mechanics open serious philosophical questions about the nature of the physical world and about the status of physical theories. Such interpretations play an important role in the understanding of models of quantum computing, and models of quantum computing, by their turn, open possibilities to confront and test philosophical theses that dare to address such problems. Although the promising pragmatic and technological applications of quantum computing, this work goes in another way: what is here offered is a new paradigm of computation based upon the pa-raconsistency paradigm, and a new interpretation of quantum computing through this model, in this way simultaneously collaborating in the philosophical discussion about the concepts of computability and of quantum mechanics. This work introduces the definition of what will be called the model of paraconsistent Turing machines (PTMs). Such computational model is a generalization of the classical model of Turing machines. In the PTMs model, differently from the classical Turing machines model, simultaneous execution of multiple instructions is allowed, giving rise to a multiplicity of symbols on different cells of the tape, multiplicity of machine states and multiplicity of machine positions. Such multiplicity of configurations, though essential in the PTMs. can be seen as incoherencies with respect to classical Turing machines: to compensate this, the PTMs permit to operate with consistency and inconsistency conditions to control the global state of incoherence of the system. After introducing the PTMs, the model of quantum Turing machines (QTMs) and the model of quantum circuits (QCs) arc presented. This models arc due to David Dcutsch and arc. respectively, generalizations of the model of classical Turing machines and the model of classical boolean circuits, using the laws of quantum mechanics. Finally, relations between the model of PTMs and models of quantum computing arc established, which permits to simulate simple quantum algorithms (a QC to solve the so called Dcutsch problem and a QC to solve the so called Dcutsch-Jozsa. problem) by PTMs. It is also shown that quantum parallelism, an essential characteristic of quantum computation, may be simulated in some cases by PTMs. Although the particular model of PTMs here presented has some restrictions in the capacity to simulate certain quantum computing characteristics, our work opens the possibility to define other PTM models which could simulate such characteristics. To sum up, the present work, while offering a new paradigm of computation (namely, parconsistent computation) and a new interpretation of quantum computing (namely, interpretation of quantum computation by means of paraconsistent computation) contributes to the philosophical discussion about the interpretation of quantum computation and of the quantum mechanics itself. However, not less important is the fact that, besides its lack of explicit intention towards tccnical questions of computability theory, opens a new line of research about the possibilities of logic-relativized computation and its implications- in the present case, relativized to paraconsistent logics
Mestrado
Logica
Mestre em Filosofia
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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