양자 자연어 처리

Quantum natural language processing

양자 자연어 처리(QNLP)는 자연어 처리(NLP)에 양자 컴퓨팅을 적용하는 것입니다.그것은 단어 임베딩을 [1][2]어떤 고전적인 컴퓨터보다 빠르게 NLP 작업을 해결할 수 있는 매개 변수화된 양자 회로로 계산합니다.범주형 양자 역학과 DisCoCat 프레임워크에서 영감을 받아 문자열 다이어그램을 사용하여 문법 구조에서 양자 [3][4]프로세스로 변환합니다.

이론.

자연어 처리를 위한 첫 번째 양자 알고리즘은 DisCoCat 프레임워크와 Grover의 알고리즘을 사용하여 텍스트 분류 [1]작업에 대한 2차 양자 속도 향상을 보여주었습니다.양자 역학이 고전적인 컴퓨터에 의해 효율적으로 시뮬레이션될 수 없는 한 양자 언어 처리는 BQP-완전하다는 [2]것이 나중에 나타났습니다.

이 두 가지 이론적 결과는 내결함성 양자 계산과 QRAM, 즉 양자 컴퓨터에 고전적인 데이터를 로드하는 효율적인 방법을 가정합니다.따라서 오늘날 사용 가능한 노이즈가 많은 중간 규모 양자(NISQ) 컴퓨터에는 적용할 수 없습니다.

실험

Zeng과 Coecke의[1] 알고리즘은 NISQ 컴퓨터의 제약 조건에 적용되었으며 이진 분류 [5][6]작업을 해결하기 위해 IBM 양자 컴퓨터에 구현되었습니다.고전적인 단어 벡터를 양자 메모리에 로드하는 대신 단어 벡터는 양자 회로의 매개 변수로 직접 계산됩니다.이러한 매개 변수는 질문 답변,[5] 기계 번역[7] [8]및 알고리즘 음악 구성과 같은 데이터 중심 작업을 해결하기 위해 양자 기계 학습의 방법을 사용하여 최적화됩니다.

참고 항목

레퍼런스

  1. ^ a b c Zeng, William; Coecke, Bob (2016-08-02). "Quantum Algorithms for Compositional Natural Language Processing". Electronic Proceedings in Theoretical Computer Science. 221: 67–75. arXiv:1608.01406. doi:10.4204/EPTCS.221.8. ISSN 2075-2180. S2CID 14897915.
  2. ^ a b Wiebe, Nathan; Bocharov, Alex; Smolensky, Paul; Troyer, Matthias; Svore, Krysta M. (2019-02-13). "Quantum Language Processing". arXiv:1902.05162 [quant-ph].
  3. ^ Coecke, Bob; de Felice, Giovanni; Meichanetzidis, Konstantinos; Toumi, Alexis (2020-12-07). "Foundations for Near-Term Quantum Natural Language Processing". arXiv:2012.03755 [quant-ph].
  4. ^ Ganguly, Srinjoy; Morapakula, Sai Nandan; Bertel, Luis Gerardo Ayala, "An Introduction to Quantum Natural Language Processing (QNLP)", Coded Leadership, CRC Press, pp. 1–23, retrieved 2022-11-11
  5. ^ a b Meichanetzidis, Konstantinos; Toumi, Alexis; de Felice, Giovanni; Coecke, Bob (2023). "Grammar-aware sentence classification on quantum computers". Quantum Machine Intelligence. 5. arXiv:2012.03756. doi:10.1007/s42484-023-00097-1. S2CID 256832721.
  6. ^ Lorenz, Robin; Pearson, Anna; Meichanetzidis, Konstantinos; Kartsaklis, Dimitri; Coecke, Bob (2023). "QNLP in Practice: Running Compositional Models of Meaning on a Quantum Computer". Journal of Artificial Intelligence Research. 76: 1305–1342. arXiv:2102.12846. doi:10.1613/jair.1.14329. S2CID 232046044.
  7. ^ Vicente Nieto, Irene (2021). Towards Machine Translation with Quantum Computers (PDF). Master thesis, Stockholm University, Faculty of Science, Department of Physics.
  8. ^ Miranda, Eduardo Reck; Yeung, Richie; Pearson, Anna; Meichanetzidis, Konstantinos; Coecke, Bob (2022), Miranda, Eduardo Reck (ed.), "A Quantum Natural Language Processing Approach to Musical Intelligence", Quantum Computer Music: Foundations, Methods and Advanced Concepts, Cham: Springer International Publishing, pp. 313–356, arXiv:2111.06741, doi:10.1007/978-3-031-13909-3_13, ISBN 978-3-031-13909-3, retrieved 2022-11-07

외부 링크

  • 문자열 다이어그램을 사용한 컴퓨팅을 위한 파이썬 툴킷인 DisCoPy
  • 양자 자연어 처리를 위한 파이썬 라이브러리인 lambeq