Τα μεγάλα μοντέλα γλωσσών είναι απίστευτα ισχυρά, αλλά βαθιά μυστηριώδη. Παρά την εκπληκτική ευχέρεια τους σε όλα, από τον κώδικα έως την ποίηση, εξακολουθούμε να μην καταλαβαίνουμε πλήρως πώς αντιπροσωπεύουν το νόημα ή δημιουργούν απαντήσεις. Τι συμβαίνει πραγματικά μέσα σε αυτό το τεράστιο μπερδεμένο βάρος και μάρκες;
Ένα νέο ερευνητικό έγγραφο με τίτλο “Το κβαντικό LLM“Προτείνει μια τολμηρή ιδέα: Ίσως μπορούμε να κατανοήσουμε τα LLMS δανείζοντας τη γλώσσα της κβαντικής μηχανικής. Όχι επειδή τα LLMs είναι κυριολεκτικά κβαντικά συστήματα, αλλά επειδή η σημασιολογική τους συμπεριφορά μπορεί να διαμορφωθεί καλύτερα χρησιμοποιώντας έννοιες όπως η υπέρθεση, οι λειτουργίες κύματος και τα πεδία μετρητών – τα ίδια εργαλεία που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να περιγράψουν τα σωματίδια και τις ενεργειακές καταστάσεις.
Ένας νέος φακός στο νόημα
Το κίνητρο είναι απλό. Τα LLMs είναι δαπανηρά για την κατασκευή, δύσκολο να ερμηνεύσουν και να λειτουργούν σε χώρους υψηλής διαστάσεων που αγωνιζόμαστε για να περιγράψουμε. Η κβαντική μηχανική, από την άλλη πλευρά, είναι γεμάτη από εξελιγμένα μαθηματικά που έχουν σχεδιαστεί για να αιτιολογούν τα κράτη που δεν είναι σαφώς ένα ή άλλο πράγμα – ένα φυσικό παράλληλο με το πώς το LLMS συνδυάζει πολλαπλές έννοιες και ερμηνεύει διφορούμενη γλώσσα.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι ορισμένες υποθέσεις σχετικά με τα LLMs ευθυγραμμίζονται εκπληκτικά καλά με το πώς διαμορφώνονται τα κβαντικά συστήματα. Με την τοποθέτηση έξι βασικών αρχών, χτίζουν ένα θεωρητικό θεμέλιο για τη θεραπεία σημασιολογικών αναπαραστάσεων μέσα σε ένα LLM σαν να ήταν κβαντικές λειτουργίες κύματος που κινούνται μέσα από ένα σύνθετο χώρο.
Οι έξι αρχές εμπνευσμένες από κβαντικά:
- Λεξιλόγιο ως πλήρη βάση: Το λεξιλόγιο ενός LLM μπορεί να αντιμετωπιστεί σαν ένα σύνολο διακριτών φορέων βάσης. Οποιοδήποτε νόημα, ανεξάρτητα από το πόσο λεπτό, μπορεί να προσεγγιστεί ως υπέρθεση αυτών των μαρκών λεξιλογίου. Για παράδειγμα, η “βαθιά θλίψη” μπορεί να αποτελείται από “θλίψη”, “μελαγχολία” και “απελπισία” με διαφορετικά βάρη.
- Σημασιολογικός χώρος ως περίπλοκος χώρος Hilbert: Όπως και στην κβαντική μηχανική, όπου τα κράτη ζουν σε πολύπλοκες χώρους, το μοντέλο προτείνει ότι ο χώρος ενσωμάτωσης της LLM θα πρέπει να επεκταθεί ώστε να περιλαμβάνει φανταστικές διαστάσεις. Αυτό επιτρέπει τη σημασιολογική σημασία να μεταφέρει όχι μόνο το μέγεθος αλλά τη φάση – έναν τρόπο κωδικοποίησης λεπτών μετατοπίσεων συμφραζομένων.
- Διακριτές σημασιολογικές καταστάσεις: Οι μάρκες είναι οι κβαντικές μονάδες νοήματος. Δεδομένου ότι η LLMS λειτουργεί σε διακριτά μάρκες, οι σημασιολογικές καταστάσεις μπορούν να διαμορφωθούν ως κβαντισμένα, παρόμοια με τον τρόπο λειτουργίας των ενεργειακών επιπέδων στη φυσική. Ακόμη και όταν ο σημασιολογικός χώρος αισθάνεται συνεχής, τελικά είναι τεμαχισμένο σε πεπερασμένες μονάδες μεγέθους συμβολαίου.
- Schrödinger-Like Evolution: Η εξέλιξη της έννοιας μέσα σε ένα LLM μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας μια εξίσωση τύπου Schrödinger-που σημαίνει ότι οι σημασιολογικές καταστάσεις ρέουν και παρεμβαίνουν μεταξύ τους με την πάροδο του χρόνου, σαν τη λειτουργία κύματος των σωματιδίων αλλάζει καθώς μετακινείται μέσα από το διάστημα.
- Μη γραμμική συμπεριφορά μέσω πιθανών λειτουργιών: Για να αντικατοπτρίζει την πραγματική μη γραμμικότητα στο LLMS (όπως τα στρώματα προσοχής και οι λειτουργίες ενεργοποίησης), το μοντέλο εισάγει μια μη γραμμική εξίσωση Schrödinger και ειδικές δυνατότητες όπως το Double-Well ή το μεξικανικό καπέλο. Αυτά περιγράφουν πόσο διφορούμενες λέξεις καταρρέουν σε μεμονωμένες έννοιες καθώς προστίθεται το πλαίσιο.
- Σημασιολογική χρέωση και πεδία μετρητών: Οι λέξεις έχουν ανατεθεί σημασιολογική χρέωση και οι αλληλεπιδράσεις τους ρυθμίζονται από ένα συμφραζόμενο “πεδίο μετρητών” – ένα μαθηματικό εργαλείο που δανείστηκε από τη φυσική για να εξασφαλίσει τη συνοχή. Αυτός ο φορμαλισμός επιτρέπει αλληλεπιδράσεις μεγάλης εμβέλειας σε μια πρόταση διατηρώντας παράλληλα τη συνολική σημασία σταθερή.
Οι ερευνητές οραματίζουν το νόημα ως κύμα που ταξιδεύει μέσα από την αρχιτεκτονική ενός μοντέλου μετασχηματιστή. Η μάζα ενός συμβολαίου καθορίζει πόσο ανθεκτική είναι η αλλαγή από το πλαίσιο. Για παράδειγμα, η λέξη “η” “μόλις μετατοπίζει το νόημα, ενώ μια λέξη όπως η” τράπεζα “μπορεί να κλίνει σε πολλές κατευθύνσεις ανάλογα με τα περιβάλλοντα σημάδια. Αυτό είναι παρόμοιο με το πώς η μαζική κυβερνητική αδράνεια στη φυσική.
Η λειτουργία κύματος μιας φράσης εξελίσσεται στρώμα με στρώμα, διαμορφωμένη από τις κεφαλές προσοχής, ακριβώς όπως η τροχιά του κβαντικού σωματιδίου διαμορφώνεται από πεδία και δυνάμεις. Το περιβάλλον λειτουργεί σαν ένα δυνητικό ενεργειακό τοπίο, κατευθύνει απαλά το σημασιολογικό κύμα προς μια ερμηνεία ή άλλο.
Τι συμβαίνει όταν μια λέξη μπορεί να σημαίνει δύο πράγματα; Το μοντέλο προσφέρει μια κομψή αναλογία. Στην αρχή, η λέξη κάθεται στην κορυφή ενός δυνητικού τοπίου – ισορροπημένη μεταξύ πολλαπλών σημασιών. Καθώς το υπόλοιπο της φράσης ξεδιπλώνεται, το πλαίσιο ωθεί το νόημα σε μια κοιλάδα ή την άλλη, καταρρέει την ασάφεια σε μια συγκεκριμένη κατάσταση.
Αυτό αντιπροσωπεύεται μαθηματικά από ένα δυναμικό διπλής πηγής-μια κλασική έννοια στη φυσική που χρησιμοποιείται για να περιγράψει συστήματα που μπορούν να εγκατασταθούν σε μία από τις δύο σταθερές καταστάσεις. Στο LLMS, αυτό εξηγεί πώς οι λέξεις όπως το “μπάσο” (ψάρι ή όργανο) επιλύονται γρήγορα στη σωστή έννοια που βασίζεται στις γύρω ενδείξεις.
Σημασιολογική χρέωση και αλληλεπιδράσεις μεγάλης εμβέλειας
Ίσως το πιο ενδιαφέρον μέρος του εγγράφου είναι η εισαγωγή της σημασιολογικής χρέωσης – ένα μέτρο για το πόσο επιρροή μια λέξη μεταφέρει μέσα σε μια πρόταση. Οι λέξεις με έντονο συναίσθημα ή σημασία έχουν υψηλή χρέωση. Οι συνήθεις ή γενικοί όροι μεταφέρουν λιγότερο.
Για να χειριστεί τον τρόπο αλληλεπίδρασης αυτών των χρεώσεων σε μια πρόταση ή μια συνομιλία, το μοντέλο δανείζεται μια ιδέα που ονομάζεται μετρητής μεταβλητότητας από τη θεωρία του κβαντικού πεδίου. Εξασφαλίζει ότι η συνολική σημασιολογική έννοια παραμένει συνεπής, ακόμη και όταν τα μεμονωμένα μέρη αλληλεπιδρούν ή μετατοπίζονται. Αυτό εξηγεί επίσης πώς το LLMS μπορεί να διατηρήσει ένα συνεκτικό θέμα σε πολλά στρώματα και μάρκες.
Οι συγγραφείς ερμηνεύουν τις ενσωμάτωση λέξεων ως κλασσικές προσεγγίσεις βαθύτερων κβαντικών καταστάσεων. Οι μηχανισμοί προσοχής γίνονται οι φορείς δύναμης που αναδιαδίδουν το σημασιολογικό βάρος μεταξύ των σημάτων. Αντί να βλέπουν κάθε στρώμα μεμονωμένα, προτείνουν τη θεραπεία των λειτουργιών του μοντέλου ως εξέλιξη του χρόνου – με κάθε βήμα να αναμορφώνει τη λειτουργία κύματος του νόημα.
Εκτελούν επίσης ανάλυση διαστάσεων, αναθέτοντας μονάδες φυσικού τύπου σε μεταβλητές όπως η σημασιολογική ώρα, η απόσταση και η φόρτιση. Για παράδειγμα, η σημασιολογική αδράνεια μετράει πόσο ανθεκτική είναι η έννοια να μεταβάλλεται από το νέο πλαίσιο, ενώ η σημασιολογική φόρτιση διέπει πόσο επιρροή είναι κατά τη διάρκεια της γενιάς.
Ο μεγαλύτερος σύνδεσμος κβαντικών επικοινωνιών στον κόσμο εκτείνεται πάνω από 8.000 μίλια
Γιατί κάποιο από αυτά έχει σημασία
Αυτό δεν αφορά την διεκδίκηση LLMS είναι κβαντικοί υπολογιστές. Αντίθετα, πρόκειται για τη χρήση της ακρίβειας και της αφαίρεσης της κβαντικής μηχανικής για να περιγράψουμε καλύτερα τι κάνουν αυτά τα μοντέλα γλωσσών – ειδικά όταν πρόκειται για τη μοντελοποίηση της ασάφειας, του πλαισίου και της σημασίας σε κλίμακα.
Πιο πρακτικά, το χαρτί υπονοεί ότι οι αλγόριθμοι εμπνευσμένοι από κβαντικά θα μπορούσαν να βελτιώσουν τα LLMs στο μέλλον. Εάν αυτά τα μοντέλα συμπεριφέρονται πραγματικά σαν λειτουργίες σημασιολογικού κύματος, τότε η κβαντική υπολογιστική μπορεί να τα προσομοιώσει μια μέρα πιο αποτελεσματικά ή ακόμα και να ξεκλειδώσει νέα είδη λογικής.
Ακόμη και αν η κβαντική αναλογία είναι μεταφορική, προσφέρει μια συναρπαστική εναλλακτική λύση στη νοοτροπία του μαύρου κουτιού που έχει κυριαρχήσει βαθιά μάθηση. Κάνοντας τις υποθέσεις σαφείς και την εισαγωγή μετρήσιμων μεταβλητών όπως η σημασιολογική φόρτιση και η αδράνεια, αυτό το πλαίσιο θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για πιο ερμηνευτικό και αποτελεσματικό σχεδιασμό LLM.
Μακροπρόθεσμα, η γεφύρωση LLMS και η κβαντική μηχανική θα μπορούσαν επίσης να μας ωθήσουν πιο κοντά στην απάντηση σε μια πολύ βαθύτερη ερώτηση: όχι μόνο πώς λειτουργούν τα μοντέλα γλωσσών, αλλά πώς το ίδιο το νόημα προκύπτει από τη δομή, την αλληλεπίδραση και το πλαίσιο. Αυτό, τελικά, είναι ένα μυστήριο που έχει γοητεύσει πολύ καιρό τόσο τους φυσικούς όσο και τους γλωσσολόγους.
VIA: DataConomy.com
