[发明专利]计算装置中的类空计算

说明书

用于指定分布式计算的计算系统和计算机实现的方法。所述系统和方法利用计算机可读代码，所述计算机可读代码使计算机参与可逆的、自组织的、分层的类空计算，所述类空计算创建信息。适应于对计算机/计算系统外部的环境做出反应的至少一个传感器和效应器可以基于来自所述环境的输入或者针对所述环境的“体验”来创建信息。

技术领域

本发明普遍涉及用于在计算装置上运行计算环境的系统和方法，并且更具体地涉及用于将计算装置配置为执行非图灵限制计算的系统和方法。

背景技术

计算，无论是理解为在硬件上的显式执行还是更抽象地理解为未指定事件的文字序列，在本质上是类时的，这是因为在其核心上，每个步骤从根本上是不可逆的。时序计算就其本质而言消耗信息，并且这包括所谓的并行处理或者并行性：有组织地执行一个或者多个顺序进程的多个副本。这些是Alan Turing和Claude Shannon的关键数学定理所支持的事实。

本公开提出了一种在概念上与类时计算相反的新型计算—类空计算。类空计算是可逆的(即，类波)并且创建信息。类空计算依赖新型的数学运算，这种新型的数学运算表明类空计算在原理上与传统的顺序(和并行)计算不同。

因此，尽管有许多变化，但是在类空计算中不存在“时间”的任何内在意义。可以将这种变化视为复杂波形(表示计算的活性光谱)的演进或者视为离散并发位翻转的种群的动态—这两种观点是完全等效的，由于另一定理-Parseval等式(1799)，并且在下文中将对其进行进一步解释。

Parseval等式指出函数F在n维正交空间上的投影是F的傅立叶分解。Parseval等式是勾股定理在n个维度的推广。在n维坐标系中，F'的当前值与n维超立方体中的超斜边对应，并且投影沿着进入其构造的各个维度将该超斜边分解成不同的部分。

为了构建n维体积，从具有单位边长a和b的普通平面直角三角形开始。在该三角形的斜边上反照出该三角形，从而形成具有边长a和b、面积ab、和对角线d＝sqrt(a2+b2)的矩形。接着，垂直提起该矩形(长度c)以形成三维(3D)体积abc。该3D体积的对角线d＝sqrt(a2+b2+c2)，并且当我们形成4D体积，然后形成5D等时，该平方和对称性将继续保持。

同时，返回到开始的直角三角形，我们还可以将边长a和b表示为a＝d cosθ和b＝dsinθ，其中，θ是在a与斜边之间的角度。用这些正弦和余弦当量替换a、b、c…，针对n维斜边(这是我们从其投影开始的函数F的当前值)，通过维度将会产生正弦和余弦的总和，即，傅立叶的世界。

因此，波世界和正交坐标系世界是同一个世界。在正交坐标系世界中，我们将连接到计算。这种连接是：使每个维度与某些进程的状态对应，其中，尽管所有这些进程a、b、c,...,ab、ac，...abc，...自由地并且并发地交互，但是它们在名义上是独立的(即，正交的)。进一步地，使这些进程a、b、c、...，ab、ac、...，abc，...中的每一个在任何特定时间内处于两种可能的状态中的一种。(在此处使用的Z3＝{0、1、-1}的几何(Clifford)代数中，1-矢量是具有1个状态位(±1)的进程，并且因此，m向量具有m个状态位。针对并发进程a、b，我们写出a+b；当a、b交互时，我们写出ab。ab也是具有2个状态位的进程并且外观为±1)对这种系统中的进程状态演进的分析反映了这些进程中的一些或者所有按照某个频率改变其状态，其中，作为交互(即，m向量)的进程按照比其构成进程的频率更低的频率发生变化。可以看出这些进程根据状态位(即，m)的数量而分成频带：高频带包含更频繁变化的单独的一维进程a、b、c，...，该更频繁变化的单独的一维进程显示关于系统的短期高分辨率数据；低频带与由增加维度的进程(例如，ab、abc、abcd)表示的长期对称和全局发展对应。