論文の概要: QiNN-QJ: A Quantum-inspired Neural Network with Quantum Jump for Multimodal Sentiment Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.27091v1
- Date: Fri, 31 Oct 2025 01:25:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-03 17:52:15.949242
- Title: QiNN-QJ: A Quantum-inspired Neural Network with Quantum Jump for Multimodal Sentiment Analysis
- Title(参考訳): QiNN-QJ:マルチモーダル感性解析のための量子ジャンプ型ニューラルネットワーク
- Authors: Yiwei Chen, Kehuan Yan, Yu Pan, Daoyi Dong,
- Abstract要約: マルチモーダルエンタングルメントモデリングのための量子ジャンプ(QiNN-QJ)を用いた量子インスピレーションニューラルネットワークを提案する。
ハミルトン作用素とリンドブラッド作用素を併用することにより、QiNN-QJは制御可能なクロスモーダル絡みを生成する。
この研究は、絡み合ったマルチモーダル核融合の原理的な枠組みを確立し、複雑な相互モーダル相関をモデル化する量子インスパイアされたアプローチの道を開く。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.46663985298648
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum theory provides non-classical principles, such as superposition and entanglement, that inspires promising paradigms in machine learning. However, most existing quantum-inspired fusion models rely solely on unitary or unitary-like transformations to generate quantum entanglement. While theoretically expressive, such approaches often suffer from training instability and limited generalizability. In this work, we propose a Quantum-inspired Neural Network with Quantum Jump (QiNN-QJ) for multimodal entanglement modelling. Each modality is firstly encoded as a quantum pure state, after which a differentiable module simulating the QJ operator transforms the separable product state into the entangled representation. By jointly learning Hamiltonian and Lindblad operators, QiNN-QJ generates controllable cross-modal entanglement among modalities with dissipative dynamics, where structured stochasticity and steady-state attractor properties serve to stabilize training and constrain entanglement shaping. The resulting entangled states are projected onto trainable measurement vectors to produce predictions. In addition to achieving superior performance over the state-of-the-art models on benchmark datasets, including CMU-MOSI, CMU-MOSEI, and CH-SIMS, QiNN-QJ facilitates enhanced post-hoc interpretability through von-Neumann entanglement entropy. This work establishes a principled framework for entangled multimodal fusion and paves the way for quantum-inspired approaches in modelling complex cross-modal correlations.
- Abstract(参考訳): 量子理論は、重ね合わせや絡み合いのような古典的でない原理を提供し、機械学習における有望なパラダイムを刺激する。
しかし、既存の量子にインスパイアされた融合モデルは、量子絡み合いを生成するためにユニタリ変換やユニタリ変換にのみ依存する。
理論上は表現力があるが、そのようなアプローチは訓練の不安定さと限定的な一般化性に悩まされることが多い。
本研究では,マルチモーダルエンタングルメントモデリングのための量子ジャンプ型ニューラルネットワーク(QiNN-QJ)を提案する。
それぞれのモダリティはまず量子純状態として符号化され、後にQJ演算子をシミュレートする微分可能加群が分離可能積状態を絡み合った表現に変換する。
ハミルトン作用素とリンドブラッド作用素を共同学習することにより、QiNN-QJは散逸力学を持つモジュラー間の制御可能なクロスモーダル絡みを発生させる。
結果として生じる絡み合った状態は、予測を生成するために訓練可能な測定ベクトルに投影される。
CMU-MOSI、CMU-MOSEI、CH-SIMSといったベンチマークデータセットの最先端モデルよりも優れたパフォーマンスを実現するとともに、QiNN-QJはvon-Neumannエンタングルメントエントロピーによるポストホック解釈の強化を促進する。
この研究は、絡み合ったマルチモーダル核融合の原理的な枠組みを確立し、複雑な相互モーダル相関をモデル化する量子インスパイアされたアプローチの道を開く。
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