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面向全量子分类的增量式数据上传

量子物理 2024-10-28 v1 计算机视觉与模式识别 机器学习

摘要

机器学习模型中的数据表示强烈影响其性能。对于在含噪声中等规模量子(NISQ)设备上实现的量子机器学习模型,这一点变得更为重要。在不丢失任何信息的情况下将高维数据编码到 NISQ 设备的量子电路中并非易事,并带来诸多挑战。虽然简单编码方案(如用单量子比特旋转门编码高维数据)常导致电路内的信息丢失,但具有纠缠和数据重上传的复杂编码方案会导致编码门数量增加。这并不适合 NISQ 设备。本工作提出“增量式数据上传”,一种应对这些挑战的高维数据新型编码模式。我们将给定数据点的特征向量的编码门分散于量子电路中,并在其间插入参数化门。该编码模式以最小的预处理需求实现了量子电路中更好的数据表示。我们在使用 MNIST 和 Fashion-MNIST 数据集的分类任务上展示了我们编码模式的效率,并通过分类准确率和模型的有效维度比较了不同编码方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.03057,
  title  = {Incremental Data-Uploading for Full-Quantum Classification},
  author = {Maniraman Periyasamy and Nico Meyer and Christian Ufrecht and Daniel D. Scherer and Axel Plinge and Christopher Mutschler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03057},
  year   = {2024}
}

备注

This work has been submitted to the IEEE for possible publication