論文の概要: Beyond LLMs, Sparse Distributed Memory, and Neuromorphics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.11665v3
• Date: Thu, 16 Apr 2026 06:33:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-17 16:09:14.171592
• Title: Beyond LLMs, Sparse Distributed Memory, and Neuromorphics <A Hyper-Dimensional SRAM-CAM "VaCoAl" for Ultra-High Speed, Ultra-Low Power, and Low Cost>
• Title（参考訳）: 超高速・超低消費電力・低コストの超次元SRAM-CAM「VaCoAl」
• Authors: Hiroyuki Chuma, Kanji Otsuka, Yoichi Sato,
• Abstract要約: 本稿ではガロア場代数に基づく決定論的超次元計算アーキテクチャの予期せぬ発見を報告する。 本稿では,超高次元メモリと決定論的論理を組み合わせたVaCoAlとそのPython実装PyVaCoAlを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.56157183294801
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper reports an unexpected finding: in a deterministic hyperdimensional computing (HDC) architecture based on Galois-field algebra, a path-dependent semantic selection mechanism emerges, equivalent to spike-timing-dependent plasticity (STDP), with magnitude predictable a priori by a closed-form expression matching large-scale measurements. This addresses limitations of modern AI including catastrophic forgetting, learning stagnation, and the Binding Problem at an algebraic level. We propose VaCoAl (Vague Coincident Algorithm) and its Python implementation PyVaCoAl, combining ultra-high-dimensional memory with deterministic logic. Rooted in Sparse Distributed Memory, it resolves orthogonalisation and retrieval in high-dimensional binary spaces via Galois-field diffusion, enabling low-load deployment. VaCoAl is a memory-centric architecture prioritising retrieval and association, enabling reversible composition while preserving element independence and supporting compositional generalisation with a transparent reliability metric (CR score). We evaluated multi-hop reasoning on about 470k mentor-student relations from Wikidata, tracing up to 57 generations (over 25.5M paths). Using HDC bundling and unbinding with CR-based denoising, we quantify concept propagation over DAGs. Results show a reinterpretation of the Newton-Leibniz dispute and a phase transition from sparse convergence to a post-Leibniz "superhighway", from which structural indicators emerge supporting a Kuhnian paradigm shift. Collision-tolerance mechanisms further induce path-based pruning that favors direct paths, yielding emergent semantic selection equivalent to STDP. VaCoAl thus defines a third paradigm, HDC-AI, complementing LLMs with reversible multi-hop reasoning.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,Galois-field algebraに基づく決定論的超次元計算(HDC)アーキテクチャにおいて,大規模測定に適合したクローズドフォーム式による事前予測が可能な経路依存セマンティックセレクション機構が出現する,という予期せぬ発見を報告する。 これは、破滅的な忘れ、学習停滞、代数レベルでのバインディング問題など、現代のAIの限界に対処する。 本稿では,Vague Coincident Algorithm(Vague Coincident Algorithm)とそのPython実装であるPyVaCoAlを提案する。 スパース分散メモリで回転することで、ガロア場拡散による高次元バイナリ空間の直交化と検索を解消し、低負荷展開を可能にする。 VaCoAlは、検索とアソシエーションを優先したメモリ中心アーキテクチャであり、要素独立性を維持しながら可逆的な合成を可能にし、透過的な信頼性基準(CRスコア)で構成の一般化をサポートする。 ウィキデータから約470万のメンター-学生関係についてマルチホップ推論を評価し,57世代(255万パス以上)まで追跡した。 CRをベースとしたデノナイジングとHDC結合とアンバインドすることで,DAG上の概念伝搬を定量化する。 結果はニュートン・ライプニッツ紛争の再解釈とスパース収束からポストライプニッツ「スーパーハイウェイ」への相転移を示し、そこからクーンのパラダイムシフトを支持する構造指標が現れる。 衝突耐性機構はさらに、直接経路を好む経路ベースのプルーニングを誘導し、STDPと同等の創発的意味選択をもたらす。 VaCoAlは第3のパラダイムであるHDC-AIを定義し、LLMを可逆的なマルチホップ推論で補完する。

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