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# 物理学# 人工知能# 量子物理学

量子意思決定理論:リスク下の選択を再考する

量子的な概念が不確実な状況での意思決定にどう影響するかを探る。

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リスク下の量子選択リスク下の量子選択チ。量子理論を使った新しい意思決定のアプロー
目次

人の人生は、決断とその決断に基づく行動で成り立ってるよね。決断には、ひとりで下す個人的なものと、他の人の意見を取り入れて決める共同のものがある。社会的な存在である私たちは、多くの決断が社会的なつながりに影響されてる。だけど、決定理論を理解する最初のステップは、個人の意思決定を分析することなんだ。

いろんな決定理論があって、それぞれ強みと弱みがあるんだ。その中でも新しいアプローチが量子決定理論(QDT)だよ。この理論は、量子理論の概念を使って、現実の決断が持つ複雑な性質を説明してる。理性的な思考と感情的な反応が関わってるから、その二面性を量子測定技術でうまく捉えられるって考えられてるんだ。

QDTは、個人とグループの意思決定のシナリオの両方に適用できるよ。人々が情報を共有して、社会として意思決定をするわけだ。この論文では、リスクのある二者択一のデータセットにQDTを調整して、実際的な定量的予測をすることを目指しているんだ。

決定理論の目的

決定理論の主な目的は、人々がどう選択するかを予測すること、特にその選択がリスクを伴う場合に。伝統的な経済モデルは、決定は期待効用を最大化するための決定論的なプロセスだと仮定してるんだけど、実際の人間の行動をうまく説明できず、たくさんの逆説を生んでしまってる。

観察された問題は、モデルが予測することからの体系的な偏差と、時間経過による選択の変動に分けられるよ。だから、研究者たちはこれらのパターンをよりよく理解するために行動モデルを導入してるんだ。

研究によると、人間の選択は期待効用予測から逸脱することがよくあるんだ。これには次のような逸脱が含まれるよ:

  1. 一般的結果効果:無関係な選択肢によって影響を受けた選択。
  2. 選好反転:決定の文脈が同じでも変わる選択。
  3. フレーミング効果:選択肢の提示の仕方によって影響を受ける選択。

これらの観察されたバイアスを説明し予測するための多くの理論が提案されてきて、伝統的な理論を拡張または修正する新しいモデルが発展しているんだ。

確率的選択の役割

個々の選択の変動性が、伝統的なモデルの確率的拡張への推進力を生んでるよ。このシフトは、決定が常に固定されているわけではなく、時間の経過とともにさまざまな要因に影響されることを認めているんだ。一部のモデルはランダム効用の考え方を含んでいて、不確実性やエラーの影響を認めてる。

意思決定に関する文献の複雑性の増加が、逆説を理解するための普遍的に受け入れられたフレームワークを生んでいないんだ。最近では、量子力学のために最初に設計されたツールを使って意思決定をモデル化することへの関心が高まっているよ。この量子アプローチは、意思決定を確率的プロセスとして捉えるんだ。結果は決定論的ではなく、さまざまな影響要因に依存してるってわけ。

量子決定理論の基礎

量子決定理論は、決定について新しい考え方を提案していて、選択は本質的に確率的だってことを強調してる。このフレームワーク内では、意思決定者の好みは、彼らの精神状態や選択肢に依存してるんだ。この二重の焦点があることで、研究者は人間の選択行動の複雑さを考慮できるんだ。

QDTモデルは、決定の確率を主にユーティリティファクターとアトラクションファクターの2つの要素に分けることができるよ。ユーティリティファクターは考慮される選択肢の価値に関係していて、アトラクションファクターは意思決定者の心の状態や他の選択肢の存在に影響されるんだ。

選択の反転と意思決定の確率性

この研究では、142人の参加者が2回の別々のイテレーションで行った91の二者択一のデータセットを分析したよ。主な発見は、個人の選択は変動するけど、集計した選択頻度は時間とともに安定してるってこと。これは、意思決定には内在的なランダムさがあるって仮説を支持してるんだ。

実験の2回目のラウンドでの選好の変化を調べた結果、約29%の選択がこの2つのセッションの間で変わったことが分かった。これは選択の反転に関する以前の研究の結果に沿っているよ。

意思決定者の間に変動性を持たせ-「メジャリタリアン」と「コントリアリアン」の2つのグループに分けることで-選択行動をよりよく理解できたんだ。この分け方によって、リスクや不確実性に対する異なるタイプの意思決定者の反応についての予測がより正確になったよ。

量子決定理論モデル

QDTモデルは、意思決定におけるランダム性や不確実性の影響を考慮していて、選択の反転のような観察された現象を説明するのに特に役立つんだ。ユーティリティファクターとアトラクションファクターを分けることで、特に大きな損失が関与するシナリオにおいて、好みをより正確に描写できるんだ。

この研究で適用された方法論は、観察された選択に対してQDTモデルをキャリブレーションして、他の既存モデルとの予測を堅牢に比較できるようにしたんだ。

キャリブレーションプロセス

キャリブレーションプロセスでは、QDTモデルを累積プロスペクト理論の確率的バージョン(logit-CPT)と比較したよ。このアプローチのおかげで、研究者たちは選択を予測する能力と実験データへの適合性を基に、両モデルのパフォーマンスを評価できたんだ。

結果は、QDTが特に大きな潜在的損失を伴うシナリオにおいて選択行動を予測する点でlogit-CPTを上回ったって示したよ。QDTの特徴は、そのアトラクションファクターを通じて極端な損失の影響を捉えられることなんだ。

意思決定の異質性

この研究の重要な貢献の1つは、意思決定者の間での異質性を特定したことだよ。「メジャリタリアン」と「コントリアリアン」のグループに分類することで、リスクのある選択へのアプローチの違いを示すことができたんだ。

メジャリタリアンのグループは選択においてグループの合意に従う傾向がある一方で、コントリアリアンのグループは大多数から逸脱する可能性が高いんだ。この分類によって、QDTモデル全体の適合性が改善されたよ。

結論

この研究は、リスクのある状況での個人および共同の意思決定を説明する上での量子決定理論の有用性を強調してるんだ。合理的な要因と非合理的な要因の複雑な相互作用を考慮することで、QDTは不確実な環境での意思決定がどのように行われるかをより深く理解する手助けをしてくれるよ。

結果は、個々の選択が選択肢の客観的な特徴だけでなく、意思決定者の心の状態や意思決定が行われる社会的文脈にも影響されることを示してる。この洞察は、経済学、心理学、人工知能など様々な分野での行動予測におけるQDTの将来的な応用への道を開いているんだ。

将来の方向性

今後は、QDTのさらなる探究が実用的な文脈での適用性を高めることができるよ。ユーティリティファクターの異なる形を使ったモデルのバリエーションをテストすることで、意思決定行動への新しい洞察が得られるかもしれない。

最終的に、この研究は伝統的な決定理論と新興の量子のようなアプローチのギャップを埋めることに貢献して、未知の中での人間の選択についてのより包括的な理解を促進するんだ。

オリジナルソース

タイトル: Calibration of Quantum Decision Theory: Aversion to Large Losses and Predictability of Probabilistic Choices

概要: We present the first calibration of quantum decision theory (QDT) to a dataset of binary risky choice. We quantitatively account for the fraction of choice reversals between two repetitions of the experiment, using a probabilistic choice formulation in the simplest form without model assumption or adjustable parameters. The prediction of choice reversal is then refined by introducing heterogeneity between decision makers through their differentiation into two groups: ``majoritarian'' and ``contrarian'' (in proportion 3:1). This supports the first fundamental tenet of QDT, which models choice as an inherent probabilistic process, where the probability of a prospect can be expressed as the sum of its utility and attraction factors. We propose to parameterise the utility factor with a stochastic version of cumulative prospect theory (logit-CPT), and the attraction factor with a constant absolute risk aversion (CARA) function. For this dataset, and penalising the larger number of QDT parameters via the Wilks test of nested hypotheses, the QDT model is found to perform significantly better than logit-CPT at both the aggregate and individual levels, and for all considered fit criteria for the first experiment iteration and for predictions (second ``out-of-sample'' iteration). The distinctive QDT effect captured by the attraction factor is mostly appreciable (i.e., most relevant and strongest in amplitude) for prospects with big losses. Our quantitative analysis of the experimental results supports the existence of an intrinsic limit of predictability, which is associated with the inherent probabilistic nature of choice. The results of the paper can find applications both in the prediction of choice of human decision makers as well as for organizing the operation of artificial intelligence.

著者: T. Kovalenko, S. Vincent, V. I. Yukalov, D. Sornette

最終更新: 2023-03-03 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2303.02028

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2303.02028

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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