String diagrams are a powerful and intuitive graphical syntax, originated in the study of symmetric monoidal categories. In the last few years, they have found application in the modelling of various computational structures, in fields as diverse as Computer Science, Physics, Control Theory, Linguistics, and Biology. In many such proposals, the transformations of the described systems are modelled as rewrite rules of diagrams. These developments demand a mathematical foundation for string diagram rewriting: whereas rewrite theory for terms is well-understood, the two-dimensional nature of string diagrams poses additional challenges. This work systematises and expands a series of recent conference papers laying down such foundation. As first step, we focus on the case of rewrite systems for string diagrammatic theories which feature a Frobenius algebra. This situation ubiquitously appear in various approaches: for instance, in the algebraic semantics of linear dynamical systems, Frobenius structures model the wiring of circuits; in categorical quantum mechanics, they model interacting quantum observables. Our work introduces a combinatorial interpretation of string diagram rewriting modulo Frobenius structures, in terms of double-pushout hypergraph rewriting. Furthermore, we prove this interpretation to be sound and complete. In the last part, we also see that the approach can be generalised to model rewriting modulo multiple Frobenius structures. As a proof of concept, we show how to derive from these results a termination strategy for Interacting Bialgebras, an important rewrite theory in the study of quantum circuits and signal flow graphs.


翻译:字符串图是一个强大和直观的图形语法, 起源于对称单相分类的研究。 在过去几年中, 它们发现在计算机科学、 物理、 控制理论、 语言学和生物学等不同领域的各种计算结构建模中应用。 在许多这样的建议中, 描述的系统的转换是仿制图表的重写规则。 这些发展要求字符串图重写有一个数学基础: 术语的重写理论是清楚的, 字符串图的二维性质带来了额外的挑战。 这个工作系统满意度和扩展了最近一系列铺设这种基础的会议文件。 作为第一步, 我们集中关注的是以Frobenius 代数为特点的字符串图理理论的重写系统。 这种情形在各种方法中无处不在地出现: 例如, 线性动态系统模型的代数结构, Frobenius 结构模拟电路由电路法的电路变法; 在直线度机械学中, 它们建模可模拟量数的校验工具可观测。 我们的工作将信号结构的推导结构推导成一个剧底结构, 重新解释, 我们的双版结构结构的翻结构, 我们的推导结构, 将最后的推导结构, 我们的推导结构, 我们的推导, 我们的推导为最后的推导, 我们的推导, 我们的推导的推导, 我们的推导结构图的推导, 我们的推导, 向的推导, 的推导, 我们的推导, 我们的推导, 我们的推导, 我们的推导, 推导, 我们的推导, 我们的推导, 推导, 推导, 我们的推导, 推导, 我们的推导, 推导, 推导, 推导, 推导的推导, 推导, 推导, 推导, 推导, 推导, 推导, 推导, 推导, 推导, 我们的推导, 推导, 推导, 推导的推导, 推, 推, 推, 推, 推导, 推, 推, 推, 推导, 推, 推, 推, 推, 推, 推,

0
下载
关闭预览

相关内容

IFIP TC13 Conference on Human-Computer Interaction是人机交互领域的研究者和实践者展示其工作的重要平台。多年来,这些会议吸引了来自几个国家和文化的研究人员。官网链接:http://interact2019.org/
深度学习可解释性研究进展
专知会员服务
96+阅读 · 2020年6月26日
知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
105+阅读 · 2020年6月10日
【论文】结构GANs,Structured GANs,
专知会员服务
14+阅读 · 2020年1月16日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
169+阅读 · 2019年10月11日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
11+阅读 · 2019年5月6日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年1月29日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:连通知识图谱与推荐系统
LibRec智能推荐
3+阅读 · 2018年8月9日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年1月22日
Arxiv
0+阅读 · 2021年1月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年1月21日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
11+阅读 · 2019年5月6日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年1月29日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:连通知识图谱与推荐系统
LibRec智能推荐
3+阅读 · 2018年8月9日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员