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平铺上元胞自动机的自稳定

元胞自动机与格子气 2023-06-22 v3 分布式、并行与集群计算 概率论

摘要

给定一组有限局部约束,我们寻求一个在这些约束满足的构型上自稳定的元胞自动机(即一种局部且一致的算法)。更确切地说,从有效构型的有限扰动出发,该元胞自动机必须最终回落到有效构型空间并在其中保持静止。我们允许元胞自动机使用额外符号,但在那种情况下,额外符号也可能出现在初始有限扰动中。对于若干类局部约束(例如 kk-染色且 k3k\neq 3,以及东北确定性约束),我们给出了带或不带附加符号的高效自稳定元胞自动机,它们能在线性或二次时间内清除有限扰动,但也证明了存在某些局部约束的例子使得自稳定问题本质上困难。我们注意到,所有彼此同构的局部约束的最优自稳定速度是相同的。我们还考虑了概率元胞自动机规则,并表明在某些情况下随机性的使用简化了问题。在确定性情形下,我们证明若有限扰动在线性时间内被修正,则该元胞自动机即使从有效构型的随机扰动(即初始构型中的错误以足够低的密度独立出现)出发也能自稳定。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.12682,
  title  = {Self-stabilisation of cellular automata on tilings},
  author = {Nazim Fatès and Irène Marcovici and Siamak Taati},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.12682},
  year   = {2023}
}

备注

56 pages, 28 figures