論文の概要: SEQUENT: Towards Traceable Quantum Machine Learning using Sequential Quantum Enhanced Training

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.02601v2
• Date: Wed, 26 Apr 2023 15:46:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 17:49:44.664347
• Title: SEQUENT: Towards Traceable Quantum Machine Learning using Sequential Quantum Enhanced Training
• Title（参考訳）: シーケンシャル量子強化トレーニングを用いたトレーサブル量子機械学習に向けて
• Authors: Philipp Altmann, Leo S\"unkel, Jonas Stein, Tobias M\"uller, Christoph Roch and Claudia Linnhoff-Popien
• Abstract要約: 本稿では,ハイブリッド機械学習における量子コンピューティング手法のトレーサブルな応用のためのアーキテクチャとトレーニングプロセスを提案する。 本研究は、SEQUENTの適用可能性の実証として、現在の手法の不備と予備実験結果に関する公式な証拠を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.819818547073678
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Applying new computing paradigms like quantum computing to the field of machine learning has recently gained attention. However, as high-dimensional real-world applications are not yet feasible to be solved using purely quantum hardware, hybrid methods using both classical and quantum machine learning paradigms have been proposed. For instance, transfer learning methods have been shown to be successfully applicable to hybrid image classification tasks. Nevertheless, beneficial circuit architectures still need to be explored. Therefore, tracing the impact of the chosen circuit architecture and parameterization is crucial for the development of beneficially applicable hybrid methods. However, current methods include processes where both parts are trained concurrently, therefore not allowing for a strict separability of classical and quantum impact. Thus, those architectures might produce models that yield a superior prediction accuracy whilst employing the least possible quantum impact. To tackle this issue, we propose Sequential Quantum Enhanced Training (SEQUENT) an improved architecture and training process for the traceable application of quantum computing methods to hybrid machine learning. Furthermore, we provide formal evidence for the disadvantage of current methods and preliminary experimental results as a proof-of-concept for the applicability of SEQUENT.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングのような新しいコンピューティングパラダイムを機械学習の分野に適用する動きが最近注目を集めている。 しかし、高次元実世界の応用は純粋に量子ハードウェアで解決できないため、古典的および量子機械学習のパラダイムを用いたハイブリッド手法が提案されている。 例えば、移動学習法はハイブリッド画像分類タスクに適用可能であることが示されている。 それでも、有益な回路アーキテクチャを探求する必要がある。 したがって、選択した回路アーキテクチャとパラメータ化の影響の追跡は、有効なハイブリッド手法の開発に不可欠である。 しかし、現在の方法には、両方の部分を同時に訓練するプロセスが含まれているため、古典的および量子的な影響の厳密な分離性が認められない。 したがって、これらのアーキテクチャは、最小限の量子インパクトを使用しながらより優れた予測精度をもたらすモデルを生成するかもしれない。 本稿では,量子コンピューティング手法のハイブリッド機械学習へのトレーサブルな応用に向けて,逐次的量子強化トレーニング(sequent)により改良されたアーキテクチャとトレーニングプロセスを提案する。 さらに,現在の手法の欠点と予備的な実験結果に対する形式的な証拠を,sequentの適用可能性の実証として提示する。

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