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Procesamiento cuántico del lenguaje natural

El procesamiento cuántico del lenguaje natural (QNLP, por sus siglas en inglés) es la aplicación de la computación cuántica al procesamiento del lenguaje natural (NLP, por sus siglas en inglés). Calcula incrustaciones de palabras como circuitos cuánticos parametrizados que pueden resolver tareas de NLP más rápido que cualquier computadora clásica. [1] [2] [3] Está inspirado en la mecánica cuántica categórica y el marco DisCoCat , y utiliza diagramas de cadenas para traducir desde la estructura gramatical a procesos cuánticos. [4] [5] [6]

Teoría

El primer algoritmo cuántico para el procesamiento del lenguaje natural utilizó el marco DisCoCat y el algoritmo de Grover para mostrar una aceleración cuántica cuadrática para una tarea de clasificación de texto . [1] Más tarde se demostró que el procesamiento del lenguaje cuántico es BQP-Completo , [2] es decir, los modelos de lenguaje cuántico son más expresivos que su contraparte clásica, a menos que la mecánica cuántica pueda ser simulada eficientemente por computadoras clásicas. [7]

Estos dos resultados teóricos suponen una computación cuántica tolerante a fallos y una QRAM , es decir, una forma eficiente de cargar datos clásicos en una computadora cuántica. Por lo tanto, no son aplicables a las ruidosas computadoras cuánticas de escala intermedia (NISQ) disponibles en la actualidad.

Experimentos

El algoritmo de Zeng y Coecke [1] se adaptó a las limitaciones de las computadoras NISQ y se implementó en computadoras cuánticas IBM para resolver tareas de clasificación binaria. [8] [9] En lugar de cargar vectores de palabras clásicos en una memoria cuántica , los vectores de palabras se calculan directamente como parámetros de circuitos cuánticos . Estos parámetros se optimizan utilizando métodos de aprendizaje automático cuántico para resolver tareas basadas en datos, como respuesta a preguntas , [8] traducción automática [10] e incluso composición musical algorítmica . [11]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc Zeng, William; Coecke, Bob (2 de agosto de 2016). "Algoritmos cuánticos para el procesamiento compositivo del lenguaje natural". Actas electrónicas en informática teórica . 221 : 67–75. arXiv : 1608.01406 . doi :10.4204/EPTCS.221.8. ISSN  2075-2180. S2CID  14897915.
  2. ^ ab Wiebe, Nathan; Bocharov, Alex; Smolensky, Paul; Troyer, Matthias; Svore, Krysta M. (13 de febrero de 2019). "Procesamiento cuántico del lenguaje". arXiv : 1902.05162 [quant-ph].
  3. ^ Rai, Anshuman (31 de enero de 2022). "Un artículo de revisión sobre el procesamiento cuántico del lenguaje natural". Revista internacional de investigación en ciencia aplicada y tecnología de ingeniería . 10 (1): 1588–1594. doi : 10.22214/ijraset.2022.40103 . ISSN  2321-9653.
  4. ^ Rai, Anshuman (31 de enero de 2022). "Un artículo de revisión sobre el procesamiento cuántico del lenguaje natural". Revista internacional de investigación en ciencia aplicada y tecnología de ingeniería . 10 (1): 1588–1594. doi : 10.22214/ijraset.2022.40103 . ISSN  2321-9653.
  5. ^ Coecke, Bob; de Felice, Giovanni; Meichanetzidis, Konstantinos; Toumi, Alexis (7 de diciembre de 2020). "Fundamentos para el procesamiento del lenguaje natural cuántico a corto plazo". arXiv : 2012.03755 [quant-ph].
  6. ^ Ganguly, Srinjoy; Morapakula, Sai Nandan; Bertel, Luis Gerardo Ayala, "Introducción al procesamiento cuántico del lenguaje natural (QNLP)", Coded Leadership , CRC Press, págs. 1–23 , consultado el 11 de noviembre de 2022
  7. ^ Rai, Anshuman (31 de enero de 2022). "Un artículo de revisión sobre el procesamiento cuántico del lenguaje natural". Revista internacional de investigación en ciencia aplicada y tecnología de ingeniería . 10 (1): 1588–1594. doi : 10.22214/ijraset.2022.40103 . ISSN  2321-9653.
  8. ^ ab Meichanetzidis, Konstantinos; Toumi, Alexis; de Felice, Giovanni; Coecke, Bob (2023). "Clasificación de oraciones con reconocimiento gramatical en computadoras cuánticas". Inteligencia artificial cuántica . 5 . arXiv : 2012.03756 . doi :10.1007/s42484-023-00097-1. S2CID  256832721.
  9. ^ Lorenz, Robin; Pearson, Anna; Meichanetzidis, Konstantinos; Kartsaklis, Dimitri; Coecke, Bob (2023). "QNLP en la práctica: ejecución de modelos compositivos de significado en una computadora cuántica". Revista de investigación en inteligencia artificial . 76 : 1305–1342. arXiv : 2102.12846 . doi :10.1613/jair.1.14329. S2CID  232046044.
  10. ^ Vicente Nieto, Irene (2021). Hacia la traducción automática con ordenadores cuánticos (PDF) . Tesis de máster, Universidad de Estocolmo, Facultad de Ciencias, Departamento de Física.
  11. ^ Miranda, Eduardo Reck; Yeung, Richie; Pearson, Anna; Meichanetzidis, Konstantinos; Coecke, Bob (2022), Miranda, Eduardo Reck (ed.), "Un enfoque de procesamiento cuántico del lenguaje natural para la inteligencia musical", Música por computadora cuántica: fundamentos, métodos y conceptos avanzados , Cham: Springer International Publishing, págs. 313–356, arXiv : 2111.06741 , doi :10.1007/978-3-031-13909-3_13, ISBN 978-3-031-13909-3, consultado el 7 de noviembre de 2022

Enlaces externos