Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Citton, Otávio Cístolo
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15062023-052053/
Resumo: Motivated by the possible applications that a better understanding of consciousness might bring, we follow Tononi\'s idea and calculate analytically a complexity index for a disordered system. Utilizing the information geometry formulation of integrated information theory, and by restricting our analysis to bipartitions of the system, we calculate the geometric integrated information index for the model we call Little-Sherrington-Kirkpatrick, a synchronous dynamics version of the SK spin-glass model with quenched Gaussian interactions. The effects of partitioning are taken into account by introducing site dilution. We show that this complexity index can be used to rank the three phases of the system in terms of its complexity, and make an analysis on how it changes when we vary the partitioning of the system. Finally, by approximating the dynamics near-equilibrium, we briefly analyze the behavior of the geometric integrated information index out of equilibrium.
id USP_fbbf7ea2d59df04f49c494707382cfe6
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-15062023-052053
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Integrated Information and Complexity Measures for Disordered SystemsInformação Integrada e Medidas de Complexidade para Sistemas DesordenadosComplex SystemsComplexity IndexDisordered SystemsÍndices de CompelxidadeInformação IntegradaIntegrated InformationMecânica EstatísticaSistemas ComplexosSistemas DesordenadosStatistical MechanicsMotivated by the possible applications that a better understanding of consciousness might bring, we follow Tononi\'s idea and calculate analytically a complexity index for a disordered system. Utilizing the information geometry formulation of integrated information theory, and by restricting our analysis to bipartitions of the system, we calculate the geometric integrated information index for the model we call Little-Sherrington-Kirkpatrick, a synchronous dynamics version of the SK spin-glass model with quenched Gaussian interactions. The effects of partitioning are taken into account by introducing site dilution. We show that this complexity index can be used to rank the three phases of the system in terms of its complexity, and make an analysis on how it changes when we vary the partitioning of the system. Finally, by approximating the dynamics near-equilibrium, we briefly analyze the behavior of the geometric integrated information index out of equilibrium.Motivados pelas possiveis aplicações que um melhor entendimento da consciência pode trazer, seguimos a ideia de Tononi e calculamos analiticamente um índice de complexidade para um sistema desordenado. Utilizando a formulação de geometria da informação para a teoria de informação integrada, e restringindo nossa análise a bipartições do sistema, nós calculamos o índice de informação integrada geométrico para o modelo que chamamos de Little-Sherrington-Kirkpatrick, uma versão com dinâmica síncrona do modelo SK de vidro de spin com interações Gaussianas temperadas. Os efeitos de particionamento foram levados em conta introduzindo diluição de sítios. Mostramos que esse índice de complexidade pode ser usado para classificar as três fases do sistema em termos de sua complexidade e, fazemos uma análise de como ele muda quando variamos o particionamento do sistema. Finalmente, aproximando a dinâmica próxima do equilíbrio, analisamos brevemente o comportamento do índice de informação integrada fora do equilíbrio.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAlfonso, Nestor Felipe CatichaCitton, Otávio Cístolo2023-02-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15062023-052053/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2023-07-17T19:48:09Zoai:teses.usp.br:tde-15062023-052053Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-07-17T19:48:09Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems
Informação Integrada e Medidas de Complexidade para Sistemas Desordenados
title Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems
spellingShingle Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems
Citton, Otávio Cístolo
Complex Systems
Complexity Index
Disordered Systems
Índices de Compelxidade
Informação Integrada
Integrated Information
Mecânica Estatística
Sistemas Complexos
Sistemas Desordenados
Statistical Mechanics
title_short Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems
title_full Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems
title_fullStr Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems
title_full_unstemmed Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems
title_sort Integrated Information and Complexity Measures for Disordered Systems
author Citton, Otávio Cístolo
author_facet Citton, Otávio Cístolo
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Alfonso, Nestor Felipe Caticha
dc.contributor.author.fl_str_mv Citton, Otávio Cístolo
dc.subject.por.fl_str_mv Complex Systems
Complexity Index
Disordered Systems
Índices de Compelxidade
Informação Integrada
Integrated Information
Mecânica Estatística
Sistemas Complexos
Sistemas Desordenados
Statistical Mechanics
topic Complex Systems
Complexity Index
Disordered Systems
Índices de Compelxidade
Informação Integrada
Integrated Information
Mecânica Estatística
Sistemas Complexos
Sistemas Desordenados
Statistical Mechanics
description Motivated by the possible applications that a better understanding of consciousness might bring, we follow Tononi\'s idea and calculate analytically a complexity index for a disordered system. Utilizing the information geometry formulation of integrated information theory, and by restricting our analysis to bipartitions of the system, we calculate the geometric integrated information index for the model we call Little-Sherrington-Kirkpatrick, a synchronous dynamics version of the SK spin-glass model with quenched Gaussian interactions. The effects of partitioning are taken into account by introducing site dilution. We show that this complexity index can be used to rank the three phases of the system in terms of its complexity, and make an analysis on how it changes when we vary the partitioning of the system. Finally, by approximating the dynamics near-equilibrium, we briefly analyze the behavior of the geometric integrated information index out of equilibrium.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-02-10
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15062023-052053/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15062023-052053/
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1809090744074371072

Registros relacionados