論文の概要: A quantum semantic framework for natural language processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.10077v2
• Date: Tue, 15 Jul 2025 00:08:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-16 15:29:04.6981
• Title: A quantum semantic framework for natural language processing
• Title（参考訳）: 自然言語処理のための量子意味論フレームワーク
• Authors: Christopher J. Agostino, Quan Le Thien, Molly Apsel, Denizhan Pak, Elina Lesyk, Ashabari Majumdar,
• Abstract要約: セマンティック・デジェネリズムは、自然言語自体で機能するため、現代のNLPシステムに根本的な制限を課していると論じる。 表現の複雑さが増大するにつれて、そのあいまいさを確実に解決するために必要な文脈情報の量が爆発的に増加することを示す。 我々は、非決定論的性質が非古典的、量子的な論理によって最も適切に記述されるプロセスである、オブザーバ依存の解釈行為によって、意味が動的に実現されると主張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Semantic degeneracy represents a fundamental property of natural language that extends beyond simple polysemy to encompass the combinatorial explosion of potential interpretations that emerges as semantic expressions increase in complexity. In this work, we argue this property imposes fundamental limitations on Large Language Models (LLMs) and other modern NLP systems, precisely because they operate within natural language itself. Using Kolmogorov complexity, we demonstrate that as an expression's complexity grows, the amount of contextual information required to reliably resolve its ambiguity explodes combinatorially. The computational intractability of recovering a single intended meaning for complex or ambiguous text therefore suggests that the classical view that linguistic forms possess intrinsic meaning in and of themselves is conceptually inadequate. We argue instead that meaning is dynamically actualized through an observer-dependent interpretive act, a process whose non-deterministic nature is most appropriately described by a non-classical, quantum-like logic. To test this hypothesis, we conducted a semantic Bell inequality test using diverse LLM agents. Our experiments yielded average CHSH expectation values from 1.2 to 2.8, with several runs producing values (e.g., 2.3-2.4) in significant violation of the classical boundary ($|S|\leq2$), demonstrating that linguistic interpretation under ambiguity can exhibit non-classical contextuality, consistent with results from human cognition experiments. These results inherently imply that classical frequentist-based analytical approaches for natural language are necessarily lossy. Instead, we propose that Bayesian-style repeated sampling approaches can provide more practically useful and appropriate characterizations of linguistic meaning in context.
• Abstract（参考訳）: セマンティック・デジェネシー(Semantic degeneracy)は、意味表現が複雑さを増すにつれて出現する潜在的な解釈の組合せ的爆発を包含する単純なポリセミーを超えて、自然言語の基本的な性質を表す。 本研究では,この特性がLarge Language Models(LLMs)や他の現代のNLPシステムに基本的な制約を課していることを論じる。 コルモゴロフ複雑性を用いて、表現の複雑さが増大するにつれて、そのあいまいさを確実に解決するために必要な文脈情報の量が爆発的に爆発することを示した。 したがって、複雑または曖昧なテキストに対して単一の意図された意味を回復する計算上の難しさは、言語形式が本質的な意味を持っているという古典的な見解が概念的には不十分であることを示している。 その代わりに、非決定論的性質が非古典的、量子的論理によって最も適切に記述されるプロセスである、オブザーバ依存の解釈行為によって、意味が動的に実現されると主張する。 この仮説を検証するために,多種多様なLSMエージェントを用いた意味的ベル不等式試験を行った。 実験の結果,従来の境界値 (|S|\leq2$) を著しく破った場合, 平均CHSH予測値は1.2～2.8であり, 人間の認知実験の結果と一致して, あいまいさによる言語解釈が非古典的文脈性を示すことを示した。 これらの結果は、古典的頻繁主義に基づく自然言語の分析的アプローチが必ずしも損なわれていることを本質的に示唆している。 その代わり,ベイズ方式の反復サンプリング手法により,文脈における言語的意味のより実用的で適切な特徴付けが可能であることを提案する。

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