論文の概要: Quantum Decision Transformers (QDT): Synergistic Entanglement and Interference for Offline Reinforcement Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14726v1
- Date: Tue, 09 Dec 2025 16:47:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-18 17:06:26.692589
- Title: Quantum Decision Transformers (QDT): Synergistic Entanglement and Interference for Offline Reinforcement Learning
- Title（参考訳）: 量子決定変換器(QDT):オフライン強化学習のための相乗的絡み合いと干渉
- Authors: Abraham Itzhak Weinberg,
- Abstract要約: 本稿では、量子インスパイアされた計算機構を取り入れた新しいアーキテクチャである量子決定変換器(QDT)を紹介する。
提案手法は,非局所的特徴相関をキャプチャする絡み込み操作による量子刺激注意と,マルチパス処理による量子フィードフォワードネットワークと,適応計算のための学習可能な干渉の2つのコアコンポーネントを統合する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2538209532048867
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Offline reinforcement learning enables policy learning from pre-collected datasets without environment interaction, but existing Decision Transformer (DT) architectures struggle with long-horizon credit assignment and complex state-action dependencies. We introduce the Quantum Decision Transformer (QDT), a novel architecture incorporating quantum-inspired computational mechanisms to address these challenges. Our approach integrates two core components: Quantum-Inspired Attention with entanglement operations that capture non-local feature correlations, and Quantum Feedforward Networks with multi-path processing and learnable interference for adaptive computation. Through comprehensive experiments on continuous control tasks, we demonstrate over 2,000\% performance improvement compared to standard DTs, with superior generalization across varying data qualities. Critically, our ablation studies reveal strong synergistic effects between quantum-inspired components: neither alone achieves competitive performance, yet their combination produces dramatic improvements far exceeding individual contributions. This synergy demonstrates that effective quantum-inspired architecture design requires holistic co-design of interdependent mechanisms rather than modular component adoption. Our analysis identifies three key computational advantages: enhanced credit assignment through non-local correlations, implicit ensemble behavior via parallel processing, and adaptive resource allocation through learnable interference. These findings establish quantum-inspired design principles as a promising direction for advancing transformer architectures in sequential decision-making, with implications extending beyond reinforcement learning to neural architecture design more broadly.
- Abstract（参考訳）: オフライン強化学習は、環境相互作用のない事前コンパイルデータセットからのポリシ学習を可能にするが、既存のDecision Transformer(DT)アーキテクチャは、長期クレジットの割り当てと複雑な状態-アクションの依存関係に苦労する。
本稿では量子決定変換器(Quantum Decision Transformer, QDT)を紹介する。
提案手法は,非局所的特徴相関をキャプチャする絡み込み操作による量子刺激注意と,マルチパス処理による量子フィードフォワードネットワークと,適応計算のための学習可能な干渉の2つのコアコンポーネントを統合する。
連続制御タスクに関する総合的な実験を通じて、標準的なDTと比べて2000倍以上の性能向上を示し、データ品質の多様さに優れた一般化を示す。
私たちのアブレーション研究は、量子にインスパイアされたコンポーネント間の強力な相乗効果を示しています。
このシナジーは、効果的な量子インスパイアされたアーキテクチャ設計には、モジュラーコンポーネントの採用よりも、相互依存機構の全体的共設計が必要であることを証明している。
本分析では,非局所的相関による信用割当の強化,並列処理による暗黙のアンサンブル動作,学習可能な干渉による適応的資源割当の3つの重要な計算上の利点を明らかにした。
これらの知見は、量子にインスパイアされた設計原則を、シーケンシャルな意思決定においてトランスフォーマーアーキテクチャを前進させる有望な方向として確立し、強化学習からニューラルアーキテクチャ設計まで幅広い意味を持つ。
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