中科大成功研发新型量子机器学习技术,实现数据特征提取

2021-08-25 20:32:57  阅读 54 次 评论 0 条

中科大成功研发新型量子机器学习技术,实现数据特征提取第1张-YMS黑板报

近日,中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚、李兆凯等人在量子机器学习研究中取得重要进展,研发出新型量子特征提取算法,实验实现了对未知量子系统矩阵的分析与信息提取。

中科大成功研发新型量子机器学习技术,实现数据特征提取第2张-YMS黑板报

机器学习是人工智能的核心,为了成功完成特定任务,人工智能往往需要大量数据用于总结与分类,这对计算机系统的存储与处理能力提出了很高的要求。

而此次中科大研究的量子机器学习方向,可以将量子算法的并行加速特性应用于人工智能领域中,提升人工智能系统的效率与能力,有望在未来实现基于量子系统的人工智能。

使用量子算法进行特征提取的理论思路最早于2014年提出,但其原始设想基于量子相位估计算法,需要大量量子比特作为辅助寄存器,因此一直未能在真实实验体系中予以实现。

中科大成功研发新型量子机器学习技术,实现数据特征提取第3张-YMS黑板报

为解决这一限制,研究团队开发出新型基于共振的量子主成分分析技术,将辅助量子比特的需求降低到1个,大大降低实验难度。

同时,为减少实际实验中的噪声干扰,该技术还可以结合量子相干保护手段,有利于在实际量子处理器物理平台上达到高精度与高效率的量子计算。

中科大成功研发新型量子机器学习技术,实现数据特征提取第4张-YMS黑板报

据了解,杜江峰院士团队自2012年以来率先开展了量子人工智能的实验研究,相关工作如:量子手写识别,是量子人工智能应用于实际问题的最早案例,展示了量子技术加速人工智能问题的潜力;特征值检测、线性方程组求解等技术为机器学习中的数据运算提供了快速有效的量子方法。

该成果已发表在近期的Science Advances上。另外此次研发的新技术可以实现对数据预处理过程的量子加速,高效率提取出量子数据矩阵中的关键特征,用于后续进一步分类与识别。

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