論文の概要: Self-Adaptive Quantum Kernel Principal Components Analysis for Compact Readout of Chemiresistive Sensor Arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.00115v2
• Date: Mon, 02 Dec 2024 10:25:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-03 16:55:40.105810
• Title: Self-Adaptive Quantum Kernel Principal Components Analysis for Compact Readout of Chemiresistive Sensor Arrays
• Title（参考訳）: 化学抵抗型センサアレイの小型読み出しのための自己適応量子カーネル主成分分析
• Authors: Zeheng Wang, Timothy van der Laan, Muhammad Usman,
• Abstract要約: 情報保持性を高めるために,自己適応型量子カーネル(SAQK) PCAを提案する。 その結果は、実世界のIoTアプリケーションでデータ処理に革命をもたらす、ノイズの多い中間スケール量子コンピュータの可能性を強調している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6435156676256051
• License:
• Abstract: The rapid growth of Internet of Things (IoT) devices necessitates efficient data compression techniques to handle the vast amounts of data generated by these devices. Chemiresistive sensor arrays (CSAs), a simple-to-fabricate but crucial component in IoT systems, generate large volumes of data due to their simultaneous multi-sensor operations. Classical principal component analysis (cPCA) methods, a common solution to the data compression challenge, face limitations in preserving critical information during dimensionality reduction. In this study, we present self-adaptive quantum kernel (SAQK) PCA as a superior alternative to enhance information retention. Our findings demonstrate that SAQK PCA outperforms cPCA in various back-end machine-learning tasks, especially in low-dimensional scenarios where access to quantum bits is limited. These results highlight the potential of noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computers to revolutionize data processing in real-world IoT applications by improving the efficiency and reliability of CSA data compression and readout, despite the current constraints on qubit availability.
• Abstract（参考訳）: モノのインターネット(IoT)デバイスの急速な成長は、これらのデバイスによって生成される膨大なデータを扱うために、効率的なデータ圧縮技術を必要とする。 単純でファブリケートだがIoTシステムの重要なコンポーネントであるChemiresistive Sensor Arrays (CSA)は、同時マルチセンサー操作のために大量のデータを生成する。 データ圧縮問題に対する共通解である古典的主成分分析(cPCA)法は、次元減少時に臨界情報を保存する際の限界に直面している。 本研究では,自己適応型量子カーネル (SAQK) PCA を情報保持性を高めるための優れた代替手段として提示する。 以上の結果から,SAQK PCAは様々な機械学習タスク,特に量子ビットへのアクセスが制限された低次元シナリオにおいて,cPCAよりも優れていた。 これらの結果は、現在キュービット可用性に制約があるにもかかわらず、CSAデータ圧縮と読み取りの効率と信頼性を改善して、現実のIoTアプリケーションにおけるデータ処理に革命をもたらす、ノイズの多い中間スケール量子コンピュータの可能性を強調している。

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