19、利用DNA链置换实现图灵机与量子退火双聚类方法

利用DNA链置换实现图灵机与量子退火双聚类方法

在当今科技领域，计算技术的发展日新月异。从利用DNA链置换实现图灵机，到运用量子退火解决双聚类问题，这些前沿研究为我们打开了新的计算世界大门。下面将详细介绍这两方面的研究内容。

利用DNA链置换实现图灵机

图灵机的实现方式

研究提出了一种利用DNA链置换级联实现图灵机（变体）的方法。首先实现了空间有界版本的图灵机，它由两种反应构建而成：
- 状态转换反应 ：改变图灵机的状态并产生新字符。实现的基本方法是使用中介复合物，但由于字符具有方向性以指定磁头在磁带操作中的移动，因此在设计中介复合物时必须考虑方向性。
- 磁带修改反应 ：用于磁带操作。通过特殊的磁带设计，使得磁带内容可以轻松修改，这些反应可以通过简单的立足点介导的链置换反应实现。

随后，通过改进磁带结构构建了空间无界版本的图灵机。引入了可以附加额外磁带的连接部分，终端字符作为生成额外磁带的信号。当磁头到达磁带末端时，终端字符被发出并触发磁带生成反应，然后额外磁带通过连接部分绑定到现有磁带上，从而实现空间无界计算并达到图灵通用性。

磁带扩展反应

磁带扩展反应是实现空间无界计算的关键。其具体反应如下：
- (i ⊘…⊘+ |a1…an]j → i ⊘… ⊘|a1…an j)
- (ia1…an + ⊘…⊘]j → ia1…an| ⊘…⊘ j)

磁带扩展的过程如下：
1. 假设配置为(C = (q, aR, [i|b…]j))，通过磁带修改反应（14）实现过渡(C ⇒(q,