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Aplicaciones de las "matemáticas finitas" a la física.

Descargo de responsabilidad: yo sé que lo que sigue es una visión sesgada de las aplicaciones, uno de los puntos de la cuestión es eliminar algunos de ese prejuicio.

Cuando pienso en las aplicaciones de las matemáticas fuera de sí misma, tengo la impresión de que las aplicaciones en la física son en su mayoría relacionadas con el "continuo/liso de las matemáticas : la teoría de la representación de la Mentira grupos, ecuaciones en derivadas parciales, análisis funcional, los diferentes tipos de geometría diferencial (no sé si técnicamente se ajuste a esa, pero tengo que incluir, digamos, de la geometría simpléctica y de la geometría de riemann en esa palabra), la teoría de la probabilidad, y un montón de otras cosas, pero todos de alguna manera relacionados con el $\mathbb{R,C}$ y el diferencial o topológico o medibles de la estructura de estos (o estructuras relacionadas);

mientras que el "discreto/finito de las matemáticas" (aquí estoy casi seguro de que no voy a usar la terminología correcta - lo que quiero decir es que cosas como finita de la teoría de grupos, teoría de la representación de resumen de grupos, el anillo de la teoría, álgebra lineal sobre campos finitos, la geometría algebraica, la combinatoria, finito de probabilidades, teoría de números, teoría de grafos y de nuevo un montón de cosas que de alguna manera encaja con el significado intuitivo uno podría poner detrás de "finito" o "discreto" matemáticas) parece tener aplicaciones principalmente en ciencias de la computación y disciplinas afines.

Ahora, este punto de vista es, probablemente, muy sesgada, y eso es porque no sé que muchas de las aplicaciones de las matemáticas/mucho aplicada matemáticas. El punto de esta pregunta es, si es posible, deshacerse de algunos de que el sesgo. Desde preguntando "¿cuáles son las aplicaciones de las matemáticas ?" sería demasiado amplio, le voy a pedir algo más específico y más relacionados con mis intereses personales.

Cuál, si alguna, son algunas de las aplicaciones de "finitas/discretas de las matemáticas a la física ? Más específicamente, de "finitas/discretas" el álgebra ?

(Tenga en cuenta que aquí utilizo las palabras "finito/matemáticas discretas" en el sentido de que he tratado de describir vagamente de arriba, no en el sentido común, si es diferente)

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richard Puntos 1

Esta respuesta es (intencionalmente) parcial con el fin de presentar un tema en especial, en relación con la aplicación de la teoría de grafos en la física cuántica.

Recientemente, en MathOverflow Mario Krenn preguntó "puramente gráfico de la teoría de la pregunta motivada por la mecánica cuántica" (y un caso especial de las preguntas en menos de un mes de edad arXiv papel "Preguntas sobre la Estructura de la Perfecta Matchings inspirada en la Física Cuántica" de Mario Krenn, Xuemei Gu y Daniel Soltész). Me permito citar aquí los fragmentos desde el principio y la conclusión de la ponencia:

Un puente entre la física cuántica y la teoría de grafos ha sido descubierto recientemente [1, 2, 3]. [Estas son frescos papeles, entre otros, de los dos primeros autores y Anton Zeilinger, un famoso especialista en física cuántica. AR] Que permite traducir las preguntas de la física cuántica – en particular acerca de la fotónica cuántica experimentos físicos – en un puramente gráfico teórico del lenguaje. La pregunta puede ser analizado mediante las herramientas de la teoría de grafos y los resultados pueden ser traducida e interpretada en términos de la física cuántica. El propósito de este manuscrito es recoger y formular una gran clase de preguntas que se refieren a la generación de puro estados cuánticos con los fotones con la tecnología moderna. Esto se espera que permitir y motivar a los expertos en el campo de pensar acerca de estos temas. ...

Cada progreso en cualquiera de estos puramente teórico de gráfico de las preguntas pueden ser traducidos de forma inmediata a una nueva comprensión de la física cuántica. Aparte de la belleza intrínseca de responder puramente matemático preguntas, esperamos que el enlace a la ciencia natural da una motivación adicional para tener una mirada más profunda sobre las preguntas planteadas anteriormente.

Así que ahora tenemos que iniciar un proyecto conjunto entre los físicos cuánticos y gráfico teóricos para lidiar con estos problemas. Ayer Mario Krenn me escribió:

Estaba pensando que podría potencialmente interesante para pensar en un proyecto a lo largo de las líneas de "la Física Cuántica para el Gráfico Theoretists", una especie de un texto educativo que ayuda Gráfica theoretists a comprender los conceptos de la física cuántica. Nuestra conexión con el ivc es un tipo especial de quantum experimental de la construcción, pero se codifica muchos trivial esencial de los fenómenos cuánticos, tales como la superposición cuántica, quantum entanglement, de interferencia cuántica (!), de propósito especial computación cuántica, el enredo de intercambio [para todos estos efectos, sé cómo se ven en los gráficos]. probablemente la teletransportación cuántica (como un caso especial de enredo de intercambio), probablemente muchos otros. tal vez podamos ir a través de quantum textsbooks y ver qué otras ideas que podríamos traducir y explicar en un lenguaje gráfico theoretists comprender y apprechiate.

como un beneficio, que me daría una manera diferente de pensar acerca de estos temas también :) tal vez podría incluso ayudar a ver las cosas en la física cuántica, que yo no era consciente, pero que se ven en la teoría de grafos.

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Max Puntos 16

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