This thesis revolves around an area of computer science called "semantics". We work with operational semantics, equational theories, and denotational semantics. The first contribution of this thesis is a study of the commutativity of effects through the prism of monads. Monads are the generalisation of algebraic structures such as monoids, which have a notion of centre: the centre of a monoid is made of elements which commute with all others. We provide the necessary and sufficient conditions for a monad to have a centre. We also detail the semantics of a language with effects that carry information on which effects are central. Moreover, we provide a strong link between its equational theories and its denotational semantics. The second focus of the thesis is quantum computing, seen as a reversible effect. Physically permissible quantum operations are all reversible, except measurement; however, measurement can be deferred at the end of the computation, allowing us to focus on the reversible part first. We define a simply-typed reversible programming language performing quantum operations called "unitaries". A denotational semantics and an equational theory adapted to the language are presented, and we prove that the former is complete. Furthermore, we study recursion in reversible programming, providing adequate operational and denotational semantics to a Turing-complete, reversible, functional programming language. The denotational semantics uses the dcpo enrichment of rig join inverse categories. This mathematical account of higher-order reasoning on reversible computing does not directly generalise to its quantum counterpart. In the conclusion, we detail the limitations and possible future for higher-order quantum control through guarded recursion.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员