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量子神经网络架构比较分析:特征图与 ansatz 配置

量子物理 2025-08-29 v1 人工智能 机器学习 信号处理

摘要

量子机器学习(QML)是量子计算与机器学习交叉领域,旨在通过利用纠缠和叠加等量子力学原理来增强经典机器学习方法。然而,由于当前噪声中间规模量子(NISQ)设备的局限性,人们仍对 QML 在实际优势方面的持持怀疑态度。本研究通过广泛评估量子神经网络(QNN)——量子启发的人工神经网络(ANN)对手,来回应这些担忧,证明其在预测任务中的有效性。我们系统构建并评估了十二种不同的 QNN 配置,采用两种独特的量子特征图结合六种不同的纠缠策略用于 ansatz 设计。在风能数据集上进行实验,结果显示采用 Z 特征图的 QNN 在仅使用四个输入参数预测风力输出时,可实现最高 93% 的预测准确率。我们的发现表明,QNN 在预测任务中超越了经典方法,凸显了 QML 在实际应用中的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.14795,
  title  = {Comparative Analysis of QNN Architectures for Wind Power Prediction: Feature Maps and Ansatz Configurations},
  author = {Batuhan Hangun and Emine Akpinar and Oguz Altun and Onder Eyecioglu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.14795},
  year   = {2025}
}

备注

6 pages, 2 figures