¿Cuál es la relación entre las redes neuronales y la computación cuántica?

Existe una relación interesante entre la computación cuántica adiabática (AQC) y una red neuronal recurrente particular llamada red Hopfield. Una implementación particular de AQC puede ser modelada por el problema del vidrio giratorio 2D Ising. Curiosamente, la red Hopfield también se deriva del modelo Ising. Teóricamente, un AQC funcionaría mejor si tuviera conectividad completa (bueno, al menos estaría completo y proporcionaría una asignación óptima del gráfico del problema al hardware), y la red Hopfield también asume la conectividad completa. En la práctica, eso es obviamente imposible hasta donde sabemos.

Existe la versión estocástica de la red Hopfield, las llamadas máquinas de Boltzmann. La única diferencia es que las neuronas tienen funciones de activación que son diferenciables y los estados son estocásticos, a diferencia del Hopfield donde las neuronas están activadas o desactivadas, y la función de activación es la función de paso Heaviside. Tenga en cuenta que esto hace que la red Hopfield sea determinista. Si restringe una máquina de Boltzmann para que tenga conectividad bipartita entre neuronas ocultas y visibles, obtendrá una máquina de Boltzmann restringida. Los RBM se utilizan en aplicaciones de aprendizaje profundo, por lo que es muy emocionante.

Una idea en la que no he trabajado ni analizado mucho es la idea de que puede modelar circuitos con un AQC. Esto es más o menos por qué Lockheed-Martin compró su propia máquina D-Wave hace unos años. Quieren modelar los circuitos en su equipo de aviónica para poder hacer pruebas de validación de software. Es una tarea de optimización casi imposible, de ahí la inversión en esta tecnología. Pero una red neuronal de alimentación directa también es solo un circuito, con funciones de activación no lineal. El ejemplo clásico (dado en AIMA, por Russel / Norvig) está tratando de hacer una clasificación no lineal con la puerta XOR:

No puede clasificar linealmente los puntos en blanco y negro. Para eso, necesita un ANN con funciones de activación no lineal. Si tiene funciones de activación lineal, nunca serán suficientes. Esto parece un problema si piensa en asignarlo a un problema que un AQC comprenderá. No está claro para mí cómo funcionaría, pero sin duda alguien lo resolverá con la investigación más popular de AQC.

No parece haber ningún tipo de significado más profundo para esto. Tengo la sospecha de que la pregunta podría ir por la ruta de la conciencia + cuántica, por lo que si eso está en su mente, entonces lo olvidaría. La conexión no es tan especial, desafortunadamente.

Las neuronas son como las plumas de los pájaros y las alas batientes: no son esenciales.

Los aviones pueden volar, pero no tienen plumas ni alas batientes. Desde los hermanos Wright, sabemos que la esencia del vuelo: levantar, pesar, empujar y arrastrar.

Del mismo modo, las neuronas no son esenciales para la inteligencia:
• Los rovers de Marte, los drones autónomos y los autos sin conductor son autónomos e inteligentes. Sin embargo, no dependen en gran medida de la simulación cerebral;
• Mi enfoque fundamental de la tecnología del conocimiento (código abierto: la única tecnología de conocimiento integrada del mundo) es mundialmente única en razonamiento autónomo en lenguaje natural, porque los científicos no logran integrar el razonamiento y el lenguaje natural. Pero mi sistema no necesita simulación cerebral, ni se basa en una red neuronal artificial.

¿Qué tienen en común los rovers de Marte, los drones autónomos, los autos sin conductor y mi enfoque fundamental de la tecnología del conocimiento? ¿Cuál es la esencia de la inteligencia autónoma? Respuesta: El uso de una fuente natural de inteligencia.

Los rovers de Marte, los drones autónomos, los autos sin conductor usan GPS, radar, cámaras y un mapa para navegar de forma autónoma, y ​​mi enfoque fundamental de la tecnología del conocimiento utiliza leyes naturales de inteligencia en gramática para razonar de manera autónoma en lenguaje natural.

Entonces, para responder a su pregunta: las redes neuronales son una buena técnica para una tarea muy específica, pero no tienen nada que ver con la inteligencia.

Ahora con respecto a la computación cuántica: ¿son inteligentes los bits de computadora? Tampoco lo es la computación cuántica. Sin embargo, podría resolver algunos problemas científicos.

No estoy seguro, pero este artículo de noticias me dejó boquiabierto:
Lanzamiento del Laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica

Probablemente el trabajo de mis sueños después de terminar mi doctorado.

Sin embargo, creo que ambos conceptos no están relacionados. La computación cuántica es un paradigma de computación (que usa q-bits en lugar de bits) mientras que Neural Networks es un subcampo en IA. Sin embargo, puede ser interesante ver cómo las redes neuronales o los problemas de aprendizaje profundo pueden resolverse en un tiempo reducido usando la computación cuántica. Actualmente en ICML (Conferencia Internacional de Aprendizaje Automático), ya hay investigadores trabajando en Aprendizaje Automático con paradigmas de Computación Cuántica.

Tengo un amigo en Purdue que está investigando sobre esto. El es un jefe. Puede consultar una de sus presentaciones en papel aquí:

Nuestros cerebros consideran todas las alternativas simultáneamente a través de múltiples canales, muchos de los cuales calculan la percepción relativa y la percepción emocional simultáneamente, dejándonos con un sí, un no y un sí / no.