sábado 02 de julio de 2022

El lenguaje y los estados cuánticos: superposición de giros, simultaneidad y puertas lógicas

En la naturaleza del mundo físico y la aparente dualidad de nuestro lenguaje, podemos dar respuesta a diferentes problemáticas del mundo real a partir del trabajo pionero de Paul Beniof.

19-11-2021 17:09

En “Las dos culturas” Charles Percy Snow cuestiona la escisión establecida en el mundo académico entre los intelectuales y los científicos.

Por su parte, Barthes (1967) en su ensayo “De la ciencia a la literatura” señala que tanto la literatura como la ciencia poseen un rasgo en común que a la vez las separa: “ambas son discurso”. Sin embargo, el lenguaje que las constituye no es profesado de la misma manera.

Dice Barthes: “el lenguaje para la ciencia no es más que un instrumento al servicio de la materia científica” (…). Muy por el contrario, en literatura, el lenguaje deja de ser el cómodo instrumento o lujoso decorado para volverse revolucionario. Pero ¿puede esta asimetría convivir en armoniosa simetría? ¿Podemos hablar de “fusión de horizontes”?

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Este “lugar común”, donde el entredeux de lo científico y lo creativo ya no son alternativas antagónicas, se encuentran en la prosa dantesca, en la metáfora galileana, en los escritos de los físicos Olbers, Anderson, Everett III, Heisenberg y en las renombradas obras de Borges.

Una partícula, un cuerpo en movimiento, la descripción de un mundo híbrido cuyas representaciones matemáticas y de la física cuántica, ondulatoria y corpuscular, sin ambigüedades interpretativas ya no es esquiva a la red conceptual de nuestro lenguaje para describir nuestras experiencias cotidianas.

En este “entrejuego”, en la naturaleza del mundo físico y la aparente dualidad de nuestro lenguaje, podemos dar respuesta a diferentes problemáticas del mundo real a partir del trabajo pionero de Paul Beniof, basado en los principios de la superposición de la materia y el entrelazamiento cuántico para desarrollar una configuración computacional distinta a la tradicional, donde una partícula puede estar en superposición coherente, esto es: 0, 1 y puede ser 1 y 0 a la vez.

 

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En cuanto a la funcionalidad, debido a su alta complejidad, las “propiedades cuánticas” solo son utilizadas en el ámbito corporativo, científico y tecnológico. Algunas de sus principales aplicaciones se observan en finanzas (optimización de carteras de inversión y detección de fraude), salud (desarrollo de medicamentos y tratamientos personalizados en estudios genéticos), movilidad y transporte (sistema de planificación de tráfico y optimización de rutas), seguridad informática (avances en encriptación de datos), entre otros.

En cuanto al procesamiento de lenguaje natural (NLP) ya es una realidad en computación cuántica. Se trata de Iambeq, una “caja de herramientas” (toolkit) y librería open-source de Procesamiento de Lenguaje Natural Cuántico (QNLP) creado por Cambridge Quantum, que acelera el desarrollo de aplicaciones prácticas de QNLP del mundo real como, por ejemplo: traducción, minería de texto, texto-a-voz (text-to-speech), dialogo automatizado, generación de lenguaje de texto y bioinformática. En otras palabras, esta caja de herramientas junto con la librería permite convertir frases en un circuito cuántico.

Ahora bien, ¿cómo funciona el QNLP? El origen de este modelo surge para dar respuesta a un interrogante en NLP: Si conocemos el significado de las palabras, ¿podemos computar el significado de una oración compuesta por estas palabras? Así, un requerimiento esencial fue buscar la representación de los significados de una estructura oracional que resultara independiente de la estructura gramatical. Esto conllevó a plantearse un objetivo de más alto nivel que implicaba reunir los aspectos estructurales del lenguaje (como la teoría gramatical) y los enfoques empíricos/estadísticos (el aprendizaje profundo), una búsqueda que hoy día continua. 

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En este contexto, una solución plausible es partir de la premisa que las oraciones no constituyen “bolsas de palabras” (bags ofwords) sino que configuran redes en las que las palabras interactúan de cierta manera para crear significados. Siguiendo el trabajo de Chomsky y Lambek, la estructura gramatical, esto es, la red del flujo de significado de una frase se construye según un modelo matemático de composición del significado (semántica). De acuerdo con Coecke (2020) “el razonamiento diagramático es el núcleo del QNLP. En primer lugar, el modelo cuántico interpreta lenguaje como procesos cuánticos a través del formalismo diagramático de la mecánica cuántica categórica”. La codificación de la estructura lingüística dentro de los circuitos cuánticos encarna un enfoque para establecer los significados de las palabras que va más allá de los estándares actuales de la Inteligencia Artificial, al situar la estructura lingüística en la idea de Wittgenstein que sostiene que el “significado es contextual”. La única manera de crear alguna forma o tipo de NLP que sea “consciente del significado” es codificar explícitamente la estructura semántica de las frases en los modelos lingüísticos.

En este sentido y continuando con la idea de Coecke, la teoría cuántica y el lenguaje natural comparten en un nivel fundamental la estructura interaccional, que determina la estructura completa de los procesos de una teoría.  “Al compartir el uso de espacios vectoriales para describir estados -aunque por razones muy diferentes- hace que estas dos teorías coincidan” y, por lo tanto, se puede decir que el QNLP es “quantum-native” o de naturaleza cuántica.

Lenguaje: "Opacidad y translucencia"

En definitiva, “todo lenguaje es un alfabeto de símbolos que los interlocutores comparten; ¿cómo transmitir a los otros el infinito del Aleph, que mi temerosa memoria apenas abarca?... Lo que vieron mis ojos fue simultáneo: lo que transcribiré sucesivo, porque el lenguaje lo es” (Borges, 1949).