en
Назад
DOI: 10.17586/1023-5086-2025-92-06-3-13
УДК: 535.8 004.387
К вопросу голографической реализации квантово-подобных моделей обработки информации
Павлов А.В. К вопросу голографической реализации квантово-подобных моделей обработки информации // Оптический журнал. 2025. Т. 92. № 6. С. 3–13. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-06-3-13
Pavlov A.V. On the holographic implementation of quantum-like cognitive models [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2025. V. 92. № 6. P. 3–13. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-06-3-13
Предмет исследования. Схема голографии Фурье с обращением волнового фронта в корреляционной плоскости и адекватная ей модель нейросети «звезда Гроссберга» рассмотрены в рамках задачи реализации квантово-подобных моделей обработки информации. Цель работы — разработать модель схемы голографии Фурье, согласованную с формализмом квантовой механики. Методы. Аналитическое и численное моделирование при представлении информации реализациями однородного случайного поля. Основные результаты. Показано, что схема голографии Фурье с нелинейным обращением волнового фронта в корреляционной плоскости может служить ограниченным аналогом квантовой системы в плане параллельной обработки и выбора из суперпозиции. При этом выбор не случаен, а детерминирован нелинейной передаточной функцией фазосопрягающего зеркала. Инвариантность схемы к сдвигу, обеспечиваемая тонкой голограммой Фурье, добавляет новую возможность: решения как суперпозиции, описываемой моделью линейной регрессии — линейного предсказания, рассматриваемого рядом авторов как возможный механизм феномена интуиции. Практическая значимость. Согласованное с моделью обработки аналитическое описание необходимо для разработки голографических симуляторов квантовых систем обработки информации и вычислителей.
голография Фурье, наложенные голограммы, обращение волнового фронта, матрица плотности, нелинейность, нейронные сети, квантово-подобные модели, обработка информации, принятие решения, предсказание
Коды OCIS: 090.0090, 200.3050, 200.4260,200,4490, 070.4560
Список источников:1. Ораевский А.Н. О квантовых компьютерах // Квантовая электроника. 2000. Т. 30. № 5. C. 457–458. https://www.mathnet.ru/rus/qe1742
Oraevsky A.N. On quantum computers // Quantum Electronics. 2000. V. 30. № 5. P. 457–458. https://doi.org/10.1070/QE2000v030n05ABEH001742
2. Ораевский А.Н. Квантовый компьютер? Когерентный компьютер! // Оптика и спектроскопия. 2001. Т. 91 № 3. С. 467–470.
Oraevsky A.N. Quantum computers?... Coherent computers! // Optics and Spectroscopy. 2001. V. 91. № 3. P. 438441. https://doi.org/10.1134/1.1405225
3. Peruš M. Neural Networks as a basis for quantum associative networks // Neural network world. 2000. V. 10. P. 1001–1013.
4. Feinman R.P. The theory of positrons // Physical Review. 1949. V. 76. P. 749. https://doi.org/10.1103/PhysRev.76.749
5. Loo C.K., Peruš M., Bischof H. Object recognition using quantum holography with neural-net preprocessing // Journal of Optical Technology. 2005. V. 72. № 5. P. 358–363. https://doi.org/10.1364/JOT.72.000358
6. Ishikawa S. Fuzzy inferences by algebraic method // Fuzzy Sets and Systems. 1997. V. 87. № 2. P. 181–200. https://doi.org/10.1016/S0165-0114(96)00035-8
7. Ishikawa S. A quantum mechanical approach to a fuzzy theory // Fuzzy Sets and Systems. 1997. V. 90. № 3. P. 277–306. https://doi.org/ 10.1016/S0165-0114(96)00114-5
8. Ishikawa S. Fuzzy logic in measurements // Fuzzy Sets and Systems. 1998. V. 100. № 1–3. P. 291–300. https://doi.org/10.1016/S0165-0114(97)00154-1
9. Busemeyer J.R., Pothos E.M., Franco R., Trueblood J.S. A quantum theoretical explanation for probability judgment “errors” // Psychological Review. 2011. V. 118. № 2. P. 193–218. https://doi.org/10.1037/a0022542
10. Khrennikov A. Quantum-like modeling of cognition // Frontiers in Physics. 2015. V. 3. P. 77. https://doi.org/10.3389/fphy.2015.00077
11. Adams B., Petruccione F. Quantum effects in the brain: a review // AVS Quantum Sci. 2020. V. 2. № 022901. https://doi.org/10.1116/1.5135170
12. Менский М.Б. Концепция сознания в контексте квантовой механики // Успехи физических наук. 2005. Т. 175. № 4. С. 413–435. https://doi.org/10.3367/UFNr.0175.200504c.0413
Menskii M.B. Concept of consciousness in the context of quantum mechanics // Physics — Uspekhi. 2005. V. 48. № 4. P. 389–409. https://doi.org/10.1070/PU2005v048n04ABEH002075
13. Желтиков А.М. Критика квантового разума: измерение, сознание, отложенный выбор и утраченная когерентность // Успехи физических наук. 2018. Т. 81. № 10. С. 1119–1128. https://doi.org/10.3367/UFNr.2017.06.038155
Zheltikov A.M. The critique of quantum mind: measurement, consciousness, delayed choice, and lost coherence // Physics — Uspekhi. 2018. V. 61. № 10. P. 1016–1025. https://doi.org/10.3367/UFNe.2017.06.038155
14. Busemeyer J.R., Fakhari P., Kvam P. Neural implementation of operations used in quantum cognition // Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2017. V. 130. P. 53–60. https://doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2017.04.007
15. Павлов А.В., Орлов В.В. Моделирование механизмов квантовой логики методом наложенных голограмм Фурье, основанным на нелинейности экспозиционных характеристик голографических регистрирующих сред // Квантовая электроника. 2019. Т. 49. № 3. С. 246–252. https://doi.org/10.1070/qe16996
Pavlov A.V., Orlov V.V. Modelling the mechanisms of quantum logic using the method of superimposed Fourier holograms based on the nonlinearity of the exposure characteristics of holographic recording media // Quantum Electronics. 2019. V. 49. № 3. P. 246–52. https://doi.org/10.1070/QEL16748
16. Павлов А.В. Моделирование квантово-подобных когнитивных феноменов методом голографии Фурье: задача выбора альтернатив // Компьютерная оптика. 2021. Т. 45. № 4. С. 551–561. https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-830
Pavlov A.V. Modeling of quantum-like cognitive phenomena by the Fourier-holography technique under the choice of alternatives // Computer Optics. 2021. V. 45. № 4. P. 551–561. https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-830
17. Павлов А.В., Гаугель А.О. Моделирование методом голографии Фурье ментальных особенностей лица, принимающего решение // Компьютерная оптика. 2023. Т. 47. № 3. С. 398–406. https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-1189
Pavlov A.V., Gaugel A.O. Modeling mental peculiarities of a decision maker by a Fourier holography technique // Computer Optics. 2023. V. 47. № 3. P. 398–406. https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-1189
18. Grimmett G.R., Stirzaker D.R. Probability and random processes. Third ed. NY: Oxford University Press Inc., 2001. 596 p.
19. Менский М.Б. Интуиция и квантовый подход к теории сознания // Вопросы философии. 2015. № 4. С. 48–57. https://pq.iphras.ru/article/view/4168 https://www.elibrary.ru/download/elibrary_23324927_23516976.pdf
Mensky M.B. Intuition and the quantum approach to the theory of consciousness // Social Sciences. 2015. V. 46. № 2. P. 65–77. https://on-demand.eastview.com/browse/doc/46304669
20. Born M. Zur Quantenmechanik der Stoßvorgänge // Zeitschrift für Physik. 1926. V. 37. №12. P. 863–867. https://doi.org/10.1007/BF01397477 (in German); English translation: On the quantum mechanics of collisions, in Quantum theory and measurement, section I.2. / J.A. Wheeler and W.H. Zurek, eds. Princeton, New Jersey: Princeton University Press, 1983. 839 p.