discopy

Discopy

A Discopy é um kit de ferramentas Python para computação com diagramas de cordas.

• Organização: https://discopy.org
• Documentação: https://docs.discopy.org
• Código fonte: https://github.com/discopy/discopy
• Artigo (para teóricos da categoria aplicada): https://doi.org/10.4204/eptcs.333.13
• Artigo (para cientistas quânticos da computação): https://arxiv.org/abs/2205.05190

A discopy começou como uma implementação do Discocat e do QNLP. Isso agora se tornou sua própria biblioteca: Lambeq.

Características

• Uma estrutura de dados Arrow para categorias de punhal livre com somas formais, operadores unários e variáveis ​​simbólicas da Sympy
• Uma estrutura de dados de Diagram para diagramas de cordas planas em qualquer categoria (pré) monoidal na hierarquia de linguagens gráficas (com tranças, torções, aranhas, etc.)
• Uma estrutura de dados Hypergraph para diagramas de cordas em categorias de hipergrafos e suas restrições às categorias simétricas, rastreadas, compactas e de Markov
• Métodos para composição do diagrama, desenho, reescrita e avaliação Functor em:
  • Código Python, ou seja, fios como tipos e caixas como funções
  • Redes de tensores, ou seja, fios como dimensões e caixas como matrizes de Numpy, Pytorch, Tensorflow, Tensornetwork e Jax
• Uma implementação da mecânica quântica categórica interface com:
  • TKET para compilação de circuito
  • Pyzx para otimização com o ZX Cálculo
  • Pennylane para diferenciação automática
• Uma implementação de gramáticas formais (sem contexto, categorial, pré-grupo ou dependência) com interfaces para Lambeq, Spacy e NLTK

Exemplo: cozinhar

Este exemplo é inspirado no post de Pawel Sobocinski, Crema Di Mascarpone e Raciocínio Diagramático.

 from discopy . symmetric import Ty as Ingredient , Box as Step , Diagram as Recipe

egg , white , yolk = Ingredient ( "egg" ), Ingredient ( "white" ), Ingredient ( "yolk" )
crack = Step ( "crack" , egg , white @ yolk )
merge = lambda x : Step ( "merge" , x @ x , x )

# DisCoPy allows string diagrams to be defined as Python functions

@ Recipe . from_callable ( egg @ egg , white @ yolk )
def crack_two_eggs ( left_egg , right_egg ):
    left_white , left_yolk = crack ( left_egg )
    right_white , right_yolk = crack ( right_egg )
    return ( merge ( white )( left_white , right_white ),
            merge ( yolk )( left_yolk , right_yolk ))

# ... or in point-free style using parallel (@) and sequential (>>) composition

assert crack_two_eggs == crack @ crack 
  >> white @ Recipe . swap ( yolk , white ) @ yolk 
  >> merge ( white ) @ merge ( yolk )

crack_two_eggs . draw ()

Investir rápido

pip install discopy

Se você quiser ver a discopy em ação, consulte o tutorial do QNLP!

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Como citar

Se você usou a discopy no contexto de uma publicação acadêmica, sugerimos que você cite:

• G. de Felice, A. Toumi & B. Coecke, Discopy: Categorias Monoidais em Python , EPTCS 333, 2021, pp. 183-197, doi: 10.4204/Eptcs.333.13

Se, além disso, seu trabalho estiver relacionado à computação quântica, você também pode citar:

• A. Toumi, G. de Felice e R. Yeung, Discopy para o cientista quântico da computação , Arxiv: 2205.05190

Se você usar algum dos recursos recentes (por exemplo, Hypergraph ), também deve mencionar:

• A. Toumi, R. Yeung, B. Poór e G. de Felice, Discopy: A hierarquia de linguagens gráficas em Python Arxiv: 2311.10608