“lambeq”將句子轉換為量子電路，隨著量子計算系統的擴大，加速實用QNLP應用的開發
英格蘭劍橋2021年10月14日 /美通社/ -- 劍橋量子（“CQ”）今天宣布推(tui)出全球首個量子(zi)自(zi)然語(yu)言(yan)處理（QNLP）工具(ju)包和(he)文(wen)庫(ku)。該工具(ju)包被(bei)稱(cheng)為lambeq，以已故(gu)數學(xue)家和(he)語(yu)言(yan)學(xue)家Joachim Lambek的名字(zi)命(ming)名。
lambeq是全(quan)球首個QNLP軟件工具包，能夠(gou)將句子(zi)(zi)轉(zhuan)換為量子(zi)(zi)電路。其目(mu)的是加快開發(fa)實用(yong)、現實世界的QNLP應用(yong)程序，如(ru)自動對話(hua)、文(wen)本挖(wa)掘、語言翻譯、文(wen)字到語音、語言生(sheng)成和生(sheng)物信息學。
lambeq在完(wan)全(quan)開(kai)(kai)(kai)源(yuan)的(de)基礎上推出，以造福全(quan)球量子(zi)計算界和快(kuai)速發展的(de)量子(zi)計算研究(jiu)人員、開(kai)(kai)(kai)發人員和用戶生態系統。lambeq與(yu)CQ全(quan)球領(ling)先(xian)和快(kuai)速增長的(de)量子(zi)軟件開(kai)(kai)(kai)發平臺(tai)TKET無(wu)縫銜接，后者也是(shi)完(wan)全(quan)開(kai)(kai)(kai)源(yuan)的(de)。這(zhe)使QNLP開(kai)(kai)(kai)發人員能夠(gou)訪問盡可(ke)能廣(guang)泛的(de)量子(zi)計算機。
lambeq由首席科(ke)學家(jia)Bob Coecke領導的CQ位于牛津的量子計(ji)算研(yan)究(jiu)團隊構(gou)(gou)思、設計(ji)和打造而成，由資深科(ke)學家(jia)Dimitrios Kartsaklis博士擔任平臺(tai)的首席架(jia)構(gou)(gou)師。lambeq和范圍更廣的QNLP是一個為期十多(duo)年的研(yan)究(jiu)項(xiang)目的結果。
Coecke表(biao)示：“我(wo)們的(de)團隊一(yi)直(zhi)在(zai)參與基(ji)礎性(xing)工(gong)作(zuo)，探索(suo)如何利用量(liang)子計(ji)算機解(jie)決人(ren)工(gong)智能(neng)中(zhong)一(yi)些最(zui)棘手的(de)問題。這項工(gong)作(zuo)的(de)基(ji)礎是(shi)最(zui)初由我(wo)本(ben)人(ren)、現任CQ人(ren)工(gong)智能(neng)主(zhu)管Steve Clark等人(ren)開創(chuang)的(de)進(jin)步(bu)結果。NLP是(shi)這些調查的(de)核心。幾個月前的(de)發布詳細介紹了CQ首次在(zai)實際量(liang)子計(ji)算機上實施QNLP的(de)情況，以及(ji)我(wo)們在(zai)2019年12月首次披露(lu)了相(xiang)關基(ji)本(ben)原則(ze)，現在(zai)lambeq的(de)推(tui)出(chu)是(shi)自然邁出(chu)的(de)下(xia)一(yi)步(bu)。”
Coecke補充(chong)道：“在(zai)過去一年中發表的(de)(de)各種論文(wen)中，我們不(bu)僅提供了量子計算機可(ke)以如何增強NLP的(de)(de)詳(xiang)細信息，而且還(huan)證明了QNLP是“量子原生(sheng)”，這(zhe)意味(wei)著管理(li)語(yu)言的(de)(de)組織結構(gou)在(zai)數學上與(yu)管理(li)量子系統的(de)(de)結構(gou)是相同的(de)(de)。這(zhe)將引領世界最終(zhong)擯棄目(mu)前人工(gong)智能所依賴的(de)(de)不(bu)透明和(he)近(jin)似(si)性的(de)(de)蠻力(li)技術模式。”
lambeq使CQ科學(xue)家先前描述的組成分(fen)布（DisCo）類(lei)型NLP實(shi)驗的設(she)(she)計和部署得以完(wan)成并實(shi)現自動化(hua)。這意(yi)味著從編碼文本結構的句法(fa)/語法(fa)圖表到采用TKET實(shi)施(shi)的（古典）張(zhang)量(liang)(liang)網絡或量(liang)(liang)子電路，可針對(dui)文本分(fen)類(lei)等機器學(xue)習任務進行優化(hua)。lambeq采用模(mo)塊化(hua)設(she)(she)計，用戶可以在(zai)(zai)模(mo)型內外交(jiao)換組件，并在(zai)(zai)架構設(she)(she)計中具有靈(ling)活性。
lambeq消(xiao)除了專注于人(ren)工智能和人(ren)機互動(dong)的(de)從業人(ren)員和研究(jiu)人(ren)員的(de)進(jin)入障礙，這可能是量子(zi)技術最重要的(de)應(ying)(ying)用之(zhi)一。TKET現(xian)在(zai)已有(you)數十萬計的(de)全球用戶群。lambedq有(you)望成(cheng)為尋求與(yu)QNLP應(ying)(ying)用程序(xu)互動(dong)之(zhi)量子(zi)計算界最重要的(de)工具包，而QNLP應(ying)(ying)用程序(xu)是人(ren)工智能最重要的(de)市場之(zhi)一。最近出(chu)現(xian)的(de)一個關鍵點(dian)是，QNLP也將適用于在(zai)基因組學和蛋白質組學中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)符號(hao)序(xu)列分析。
lambeq的(de)推出合作(zuo)伙伴，同時也是早期采用者(zhe)的(de)默克集團最近發(fa)布了一篇(pian)關于QNLP的(de)研究論(lun)文，這是其與(yu)慕尼(ni)黑技術大(da)學的(de)創(chuang)(chuang)新計劃“量子創(chuang)(chuang)業實驗(yan)室(shi)”進(jin)行的(de)一個(ge)項目的(de)一部分。
來自默克IT醫(yi)療(liao)創新孵(fu)化器，同時也(ye)是Quantum Computing Interest Group聯合創始人的(de)(de)(de)Thomas Ehmer表示：“利用(yong)(yong)量(liang)子計(ji)算的(de)(de)(de)獨特(te)功能(neng)實現(xian)根本性突(tu)破，是我(wo)們(men)在(zai)默克開展的(de)(de)(de)研究的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)組成部(bu)分(fen)。我(wo)們(men)最(zui)近披露的(de)(de)(de)與慕尼黑(hei)技(ji)術大學研究人員合作的(de)(de)(de)QNLP項目證明，使用(yong)(yong)QNLP技(ji)術的(de)(de)(de)句子二(er)元分(fen)類(lei)任務即使在(zai)現(xian)階段也(ye)可(ke)(ke)以取(qu)得與現(xian)有傳統方(fang)(fang)法相當的(de)(de)(de)結果。顯然，圍繞量(liang)子計(ji)算的(de)(de)(de)基礎設施需(xu)要(yao)(yao)取(qu)得進(jin)步才能(neng)在(zai)商業(ye)上采(cai)用(yong)(yong)這(zhe)(zhe)些(xie)技(ji)術。重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)是，我(wo)們(men)可(ke)(ke)以看到在(zai)QNLP中采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)種方(fang)(fang)法為實現(xian)可(ke)(ke)解釋的(de)(de)(de)人工智能(neng)開辟了道路，從而也(ye)為實現(xian)更準確(que)和更可(ke)(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)智能(neng)開辟了道路，而這(zhe)(zhe)在(zai)醫(yi)學上是至(zhi)關重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)。”
Kartsaklis表示：“QNLP有許多有趣的理論工作，但理論通(tong)常與實(shi)踐有一(yi)定距離。通(tong)過lambeq，我們為研究人員提(ti)供(gong)了(le)獲(huo)得QNLP實(shi)驗方面實(shi)踐經(jing)驗的機會，目前這(zhe)完全是(shi)(shi)一(yi)塊未曾觸及(ji)的區域。這(zhe)是(shi)(shi)朝著(zhu)實(shi)現量子(zi)硬件上的實(shi)用(yong)、現實(shi)世界的NLP應用(yong)程(cheng)序成為現實(shi)方向邁出的關鍵一(yi)步。”
lambeq已在GitHub上作為傳統的Python存儲庫發布，并可在此處獲取：//github.com/CQCL/lambeq。 迄今為止，lambeq生成的(de)量子電路已在IBM量子計算機和(he)Honeywell Quantum Solutions的(de)H系列(lie)設(she)備(bei)上(shang)執行和(he)實施(shi)。
上傳到arxiv上的一份技術報告對工具包進行了介紹，該技術報告可在此處獲取： //arxiv.org/abs/2110.04236。在這里可以找到一個更易訪問的博客帖子：//medium.com/cambridge-quantum-computing/quantum-natural-language-processing-ii-6b6a44b319b2。有關技術問題，請聯系lambeq-。
近年來，從客戶服務和消費者技術到醫療和廣告，基于NLP的應用已在全球各個行業普及。行業分析師表示，預計到2028年，全球NLP市場價值將達到1272.6億美元，復合年增長率接近30%[1]。
[1] //www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/natural-language-processing-nlp-market-101933
