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TabularQGAN:一种用于表格数据的量子生成模型

机器学习 2025-05-29 v1 人工智能 量子物理

摘要

在本文中,我们提出了一种用于合成表格数据的新型量子生成模型。在真实数据稀缺或涉及隐私的场景中,合成数据极具价值,可用于增强或替代现有数据集。真实世界的企业数据主要以表格形式存在且具有异构性,通常包含分类特征与数值特征的混合,这使得其在医疗保健、金融和软件等各个行业中具有高度相关性。我们提出了一种量子生成对抗网络架构,具有灵活的数据编码和新型量子电路拟设,以有效地对表格数据进行建模。所提出的方法在 MIMIC III 医疗保健数据集和 Adult Census 数据集上进行了测试,并与领先的经典模型 CTGAN 和 CopulaGAN 进行了广泛基准测试。实验结果表明,就 SDMetrics 的总体相似度得分而言,我们的量子模型平均优于经典模型 8.5%,同时仅使用了经典模型 0.072% 的参数。此外,我们使用两个自定义指标评估了模型的泛化能力,证明了所提出的量子模型能够生成有用且新颖的样本。据我们所知,这是成功处理表格数据的量子生成模型的最早演示之一,表明该任务可能非常适合在量子计算机上运行。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.22533,
  title  = {TabularQGAN: A Quantum Generative Model for Tabular Data},
  author = {Pallavi Bhardwaj and Caitlin Jones and Lasse Dierich and Aleksandar Vučković},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.22533},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages,8 figures and 4 tables