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Circuiti quantistici e decisioni umane

Esplorare come i circuiti quantistici possano modellare scelte e comportamenti umani complessi.

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Indice

La decisione umana può essere complessa e imprevedibile. Questo documento introduce come i Circuiti Quantistici possano fornire spunti sui processi decisionali cognitivi. Si occupa di situazioni in cui le persone non seguono le regole di probabilità classiche, evidenziando come i metodi quantistici possano modellare questi comportamenti.

Comprendere il Processo Decisionale

Nella vita quotidiana, le nostre scelte spesso si discostano da ciò che i modelli di probabilità classica prevedono. Le risposte delle persone a domande possono cambiare in base all'ordine in cui vengono poste. Ad esempio, se chiedi a qualcuno se si fida di Bill Clinton e poi di Al Gore, le loro risposte possono riflettere opinioni diverse rispetto a quando chiedi nell'ordine opposto. Questo suggerisce che il giudizio umano non si adatta sempre a categorie fisse o insiemi.

Questa incoerenza solleva domande sui modi tradizionali di pensare riguardo alle probabilità. I modelli classici assumono che le probabilità siano fisse e misurabili, cosa che non è sempre vera nel comportamento umano. Invece, l'ordine delle domande può influenzare come le persone percepiscono le opzioni e prendono decisioni.

Modelli di Probabilità Quantistica

La probabilità quantistica offre un modo diverso di pensare al processo decisionale. Piuttosto che concentrarsi su insiemi fissi, i modelli quantistici considerano che le persone possano trovarsi in un mix di stati diversi contemporaneamente. Questo significa che i loro giudizi possono "collassare" in una certa scelta a seconda delle circostanze, simile a come gli stati quantistici possono cambiare quando vengono misurati.

Il documento presenta esempi di come gli approcci quantistici possano spiegare comportamenti umani che sembrano contraddire la logica classica. Questi includono scenari in cui le probabilità di eventi combinati non si allineano con i risultati attesi.

Effetti di Ordine nel Processo Decisionale

Gli effetti di ordine si verificano quando la sequenza delle domande influisce sui giudizi. L'esempio Clinton-Gore illustra bene questo concetto. Quando viene chiesto dell'affidabilità di Clinton prima di Gore, i giudizi delle persone sono influenzati rispetto a quando le domande vengono poste nell'ordine opposto. I modelli quantistici possono tener conto di questi effetti considerando come lo stato dei pensieri di una persona sia influenzato dalle domande precedenti.

Per modellare questo, si può creare un circuito quantistico in cui ogni domanda corrisponde a un qubit, un'unità base di informazione quantistica. Man mano che vengono poste domande, lo stato del qubit cambia, riflettendo il processo decisionale. Questo consente agli studiosi di replicare e studiare gli effetti osservati nel comportamento umano.

Effetti di Disgiunzione nel Processo Decisionale

Gli effetti di disgiunzione si verificano quando la probabilità di un evento influisce sulla probabilità di un altro. Ad esempio, in scenari decisionali come il Dilemma del Prigioniero, le scelte delle persone possono essere influenzate dall'incertezza riguardo alle azioni di un'altra persona. I modelli quantistici possono catturare le complessità di questi effetti di disgiunzione, mostrando come le probabilità possano variare a seconda del contesto.

In un circuito quantistico, questo può essere rappresentato collegando più qubit che rappresentano eventi diversi. Le relazioni tra questi eventi possono essere modellate attraverso porte quantistiche, creando una rete di interazioni che riflette il processo decisionale umano. Questo significa che un risultato può essere influenzato dalla combinazione di scelte diverse, il che è più rappresentativo di come le persone pensano normalmente.

Circuiti Quantistici per Modelli Cognitivi

I circuiti quantistici sono disposizioni strutturate di qubit e porte che eseguono operazioni per simulare processi cognitivi. Ogni circuito può rappresentare scenari cognitivi complessi, aiutando i ricercatori a visualizzare e analizzare come le persone prendono decisioni in condizioni di incertezza.

Ogni qubit in un circuito può rappresentare stati possibili diversi dell'opinione o della credenza di una persona. Le porte quantistiche manipolano questi qubit, consentendo operazioni che riflettono i processi decisionali. Testando questi circuiti, i ricercatori possono misurare i risultati per vedere quanto bene i modelli corrispondano al reale comportamento umano.

Implementazione dei Circuiti Quantistici

Nella pratica, l'implementazione di circuiti quantistici richiede accesso a computer quantistici. Queste macchine specializzate possono eseguire calcoli su qubit, permettendo la simulazione di modelli cognitivi. Con il progresso della tecnologia, la disponibilità di computer quantistici cresce, facilitando l'esplorazione dell'applicazione di questi modelli in vari campi, inclusa la psicologia e il processo decisionale.

Quando si eseguono esperimenti su hardware quantistico, i ricercatori possono raccogliere dati eseguendo ripetutamente circuiti. Ogni esecuzione fornisce risultati probabilistici basati sul modello progettato. Analizzando questi risultati, si può valutare l'efficacia dei circuiti quantistici nell'afferrare i comportamenti cognitivi.

Bias cognitivi e Fattori Soggettivi

I bias cognitivi influenzano significativamente il processo decisionale. Questi bias possono derivare da prospettive individuali e esperienze pregresse. Integrando questi fattori soggettivi nei circuiti quantistici, i ricercatori possono modellare come le credenze personali influenzino il giudizio. Ad esempio, un qubit aggiuntivo può rappresentare la mentalità iniziale di una persona, determinando se certe domande vengono poste.

Questo approccio mostra che le persone non elaborano semplicemente le informazioni in modo uniforme. Invece, i loro stati individuali possono portare a interpretazioni diverse degli stessi fatti. I circuiti quantistici possono aiutare a catturare queste sfumature, illustrando la complessa realtà della cognizione umana.

Direzioni Future nella Cognizione Quantistica

Con il continuo avanzamento della tecnologia informatica quantistica, il potenziale per applicare modelli quantistici nella comprensione della cognizione umana si espande. I ricercatori sono incoraggiati a esplorare come questi circuiti quantistici possano fornire nuove intuizioni su vari fenomeni cognitivi, come memoria, ragionamento e interazioni sociali.

I modelli cognitivi quantistici offrono anche nuovi modi di pensare all'intelligenza artificiale. Esaminando come i circuiti quantistici possano replicare decisioni simili a quelle umane, possiamo ottenere intuizioni per sviluppare sistemi di IA più sofisticati, in grado di comprendere e interagire con le persone in modo più efficace.

Conclusione

I circuiti quantistici offrono grandi promesse per migliorare la nostra comprensione del processo decisionale cognitivo. Modellando comportamenti complessi che le probabilità classiche faticano a spiegare, questi approcci offrono nuove prospettive su come i pensieri e le scelte umane siano strutturati. Man mano che la tecnologia matura, ci aspettiamo di vedere più applicazioni di questi modelli in psicologia e scienza cognitiva, portando infine a intuizioni più profonde sul comportamento umano e sui processi decisionali.

Fonte originale

Titolo: Quantum Circuit Components for Cognitive Decision-Making

Estratto: This paper demonstrates that some non-classical models of human decision-making can be run successfully as circuits on quantum computers. Since the 1960s, many observed cognitive behaviors have been shown to violate rules based on classical probability and set theory. For example, the order in which questions are posed in a survey affects whether participants answer 'yes' or 'no', so the population that answers 'yes' to both questions cannot be modeled as the intersection of two fixed sets. It can, however, be modeled as a sequence of projections carried out in different orders. This and other examples have been described successfully using quantum probability, which relies on comparing angles between subspaces rather than volumes between subsets. Now in the early 2020s, quantum computers have reached the point where some of these quantum cognitive models can be implemented and investigated on quantum hardware, by representing the mental states in qubit registers, and the cognitive operations and decisions using different gates and measurements. This paper develops such quantum circuit representations for quantum cognitive models, focusing particularly on modeling order effects and decision-making under uncertainty. The claim is not that the human brain uses qubits and quantum circuits explicitly (just like the use of Boolean set theory does not require the brain to be using classical bits), but that the mathematics shared between quantum cognition and quantum computing motivates the exploration of quantum computers for cognition modeling. Key quantum properties include superposition, entanglement, and collapse, as these mathematical elements provide a common language between cognitive models, quantum hardware, and circuit implementations.

Autori: Dominic Widdows, Jyoti Rani, Emmanuel Pothos

Ultimo aggiornamento: 2023-03-23 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2302.03012

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.03012

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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