量子机器学习相关的最近研究动态(复数篇论文的一些简单整理)

简介: 量子机器学习相关的最近研究动态(复数篇论文的一些简单整理)

1【基于少量训练数据的量子机器学习泛化link


image.png


2【通过压缩感知的量子态断层扫描】link


image.png


3【量子机器学习】link


早在作者拥有计算机之前,人类就努力在数据中寻找模式。托勒密将观测到的恒星运动与宇宙的地心说模型相吻合,用复杂的周转来解释行星的逆行运动。在16世纪,开普勒分析了哥白尼和布拉赫的数据,揭示了一个以前隐藏的模式:行星以椭圆运动,太阳在椭圆的一个焦点上。对天文数据的分析揭示了这种模式,从而产生了数学技术,如求解线性方程的方法(牛顿-高斯),通过梯度下降学习最优算法(牛顿),多项式插值(拉格朗日)和最小二乘拟合(拉普拉斯)。19世纪和20世纪初产生了广泛的数学方法来分析数据,以揭示数据所包含的模式。


在计算机能力不断增强和算法进步的推动下,机器学习技术已经成为在数据中寻找模式的强大工具。量子系统产生的非典型模式被认为是经典系统无法有效产生的,因此有理由假设量子计算机在机器学习任务上可能优于经典计算机。量子机器学习领域探索如何设计和实现量子软件,使机器学习比经典计算机更快。最近的工作已经产生了量子算法,可以作为机器学习程序的构建模块,但硬件和软件的挑战仍然相当大。


4【机器学习导论】link


机器学习算法从示例中学习所需的输入-输出关系,以解释新的输入。这对于图像和语音识别或策略优化等任务非常重要,这些任务在IT行业的应用越来越多。在过去的几年里,研究人员研究了量子计算是否可以帮助改进经典的机器学习算法。从在量子计算机上高效地运行计算成本高昂的算法或它们的子程序,到将随机方法转换为量子理论的语言,这些想法都有。这篇文章系统地概述了量子机器学习这一新兴领域。它以一种易于理解的方式介绍了方法以及技术细节,并讨论了未来量子学习理论的潜力。


5【量子机器学习的挑战和机遇】Link


在机器学习和量子计算的交叉领域,量子机器学习具有加速数据分析的潜力,特别是对于量子数据,应用于量子材料、生物化学和高能物理。然而,量子机器学习模型的可训练性仍然存在挑战。在这里,作者回顾了目前量子机器学习的方法和应用。作者强调了量子和经典机器学习之间的区别,重点是量子神经网络和量子深度学习。最后,作者讨论了量子机器学习的量子优势机会。


6【量子机器学习的经典视角解读】Link


最近,计算能力和数据可用性的提高,以及算法的进步,使得机器学习(ML)技术在回归、分类、数据生成和强化学习任务方面取得了令人印象深刻的结果。尽管取得了这些成功,但随着芯片制造的物理极限以及数据集规模的不断增加,越来越多的研究人员正在探索利用量子计算的力量来加速经典ML算法的可能性。在这里,作者回顾了量子机器学习的文献,并讨论了经典机器学习和量子计算专家的混合读者的观点。重点将放在阐明量子算法的局限性,如何与最佳经典算法进行比较,以及为什么量子资源有望为学习问题提供优势。在存在噪声的情况下学习和机器学习中某些计算困难的问题被认为是该领域有前途的方向。实际问题,如如何将经典数据上传到量子形式,也将得到解决。


7【量子机器学习的最新进展】Link


机器学习是人工智能的一个分支,在许多科学和工程领域都有广泛的应用,如数据挖掘、自然语言处理、计算机视觉、生物分析等。量子计算机被认为是人类在不久的将来最有前途的技术之一。随着机器学习和量子计算的发展,研究人员考虑将这两个方面结合起来,以获得更多的好处。因此,一门新的交叉学科——量子机器学习应运而生。本文综述了量子机器学习算法的研究现状,并从计算机科学领域人士的角度展示了从基本量子信息到量子机器学习算法的研究路径。


8【分布式安全量子学习】link


分布式安全量子机器学习(DSQML)使传统客户端能够使用很少的量子技术将远程量子机器学习委托给量子服务器,并保留隐私数据。此外,DSQML可以扩展到客户端没有足够数据的更普遍的情况,并利用远程量子服务器和远程数据库来执行安全的机器学习。在这里,作者提出了一个DSQML协议,客户端可以将二维向量分类到不同的集群,借助于一个远程的小尺度光子量子计算处理器。协议是安全的不会泄露任何相关信息给Eve。任何试图拦截和干扰学习过程的窃听者都会被发现。原则上,该协议可用于高维向量分类,可能为未来的“大数据”提供一种新的观点和应用。


9 【量子计算与量子神经网络的飞跃:综述】link


近年来,量子计算在可用资源和算法开发方面取得了巨大的进步。利用量子现象解决计算问题的能力是一个长期以来的梦想,自80年代末以来就引起了科学界的兴趣。在这方面,作者提出作者的贡献。首先,作者介绍了与量子计算相关的基本概念,然后作者解释了实现门模型和绝热量子计算范式的技术的核心功能。最后,作者收集、比较和分析了目前关于量子感知器和量子神经网络实现的最新技术。


10【量子机器学习中的泛化:量子信息的观点】link


image.png


11【经典机器学习vs量子机器学习】link


在不断增长的计算能力和算法开发的鼓励下,机器学习技术已经成为广泛应用领域的强大工具,从农业到化学和自然语言处理。利用量子系统使用机器学习算法来处理经典数据已经催生了一个新兴的研究领域,即量子机器学习。尽管量子机器学习起源于经典数据的处理,但它也探索了在学习系统中使用量子现象,使用量子计算机对量子数据进行学习,以及如何在量子计算机上制定和实现机器学习算法和软件。量子机器学习可以对计算机科学产生变革性的影响。它可以大大加快信息处理的速度,远远超过现有的经典速度。最近的工作已经见证了量子算法的发展,这些算法可以作为机器学习应用的基础。尽管前景广阔,但在量子机器学习成为现实之前,仍有重大的硬件和软件挑战需要解决。在本文中,作者从经典方法的角度对量子机器学习进行了概述。从机器学习和量子计算的基本概念出发,作者讨论了该领域研究工作的各种技术贡献、优势和相似之处。作者还详细介绍了不同量子机器学习方法的最新进展,它们的复杂性,以及在物理、化学和自然语言处理等各个领域的应用。


12 【无线维度的量子机器学习】link


机器学习是计算机科学中一个令人着迷和激动人心的领域。最近,这种兴奋已经转移到量子信息领域。目前,所有关于机器学习的量子版本的建议都利用了离散变量的有限维基板。这里作者将量子机器学习推广到更复杂,但仍然非常实用的无限维系统。作者提出了全光子连续变量量子计算机的量子机器学习算法的关键子程序,可以在经典算法多项式扩展的情况下导致指数级加速。最后,作者还绘制了一个实验实现,可作为未来光子演示的蓝图。


13【药物发现领域的量子机器学习】link


越来越多的公共和私人数据集中于针对生物靶标或整个生物体筛选的小分子,这为药物发现提供了丰富的相关数据。这与支持向量机(SVM)和深度神经网络(DNN)等机器学习算法的可用性相匹配,这些算法在具有数千个分子描述符的非常大的数据集上执行计算成本很高。量子计算机(QC)算法被提出来提供一种超越经典计算机(CC)算法的加速量子机器学习的方法,然而有很大的局限性。在广泛应用于药物发现的化学信息学中,需要克服的挑战之一是需要压缩用于QC的大量分子描述符。在这里,作者展示了如何使用SVM和以CC和混合方法为基准的QC上的数据重加载分类器(DNN等效算法),从使用数百个分子(SARS-CoV-2)的数据集实现压缩到数十万个分子(鼠疫和结核分枝杆菌的全细胞筛选数据集)。这项研究说明了“量子计算机准备就绪”所需的步骤,以便将量子计算应用于药物发现,并为建立这一领域提供基础。


目录
相关文章
|
2月前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
可解释性机器学习:基于随机森林和Ceteris-paribus的乳腺癌早期诊断研究
可解释性机器学习:基于随机森林和Ceteris-paribus的乳腺癌早期诊断研究
59 1
|
2月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
【AAAI 2024】再创佳绩!阿里云人工智能平台PAI多篇论文入选
阿里云人工智能平台PAI发表的多篇论文在AAAI-2024上正式亮相发表。AAAI是由国际人工智能促进协会主办的年会,是人工智能领域中历史最悠久、涵盖内容最广泛的国际顶级学术会议之一,也是中国计算机学会(CCF)推荐的A类国际学术会议。论文成果是阿里云与浙江大学、华南理工大学联合培养项目等共同研发,深耕以通用人工智能(AGI)为目标的一系列基础科学与工程问题,包括多模态理解模型、小样本类增量学习、深度表格学习和文档版面此次入选意味着阿里云人工智能平台PAI自研的深度学习算法达到了全球业界先进水平,获得了国际学者的认可,展现了阿里云人工智能技术创新在国际上的竞争力。
|
8天前
|
机器学习/深度学习 数据挖掘 数据中心
利用机器学习优化数据中心能效的策略研究
【4月更文挑战第24天】在数据中心管理和运营中,能效优化是一个长期存在的挑战,它直接关系到成本控制和环境影响的减轻。随着人工智能技术的不断进步,特别是机器学习(ML)方法的广泛应用,为解决数据中心能效问题提供了新的途径。本文旨在探讨如何通过机器学习技术对数据中心的能源消耗进行建模、预测和优化,以实现更高的能效。我们首先分析了数据中心能耗的主要组成部分,然后提出了一种基于机器学习的能效优化框架,并详细阐述了关键技术和方法。最后,通过实验验证了所提出策略的有效性,并讨论了未来的研究方向。
|
13天前
|
机器学习/深度学习 运维 监控
利用机器学习优化数据中心能效的研究
【4月更文挑战第19天】在数据中心的运营成本中,能源消耗占据了显著比例。随着能源价格的不断攀升与环境保护意识的加强,如何降低数据中心的能耗已成为研究的热点。本文提出了一种基于机器学习的方法来优化数据中心的能效。通过分析历史运行数据,构建预测模型,并结合实时监控,动态调整资源分配策略以达到节能目的。实验结果表明,该方法能有效减少能源开销,同时保证服务质量。
|
14天前
|
机器学习/深度学习 资源调度 调度
利用机器学习优化数据中心能效的策略研究
【4月更文挑战第18天】 在数据中心的运营成本中,能源消耗占据了显著比例。为了降低这一开销同时减少环境影响,本文提出一套基于机器学习技术的数据中心能效优化策略。通过分析数据中心的能耗模式和环境变量,构建了一个预测模型来动态调整资源分配,实现能源使用的最大效率。与传统方法相比,本研究提出的策略在保证服务质量的前提下,能有效降低能耗,并具备自我学习和适应的能力。
|
25天前
|
机器学习/深度学习 数据可视化 算法
【python】Python大豆特征数据分析 [机器学习版一](代码+论文)【独一无二】
【python】Python大豆特征数据分析 [机器学习版一](代码+论文)【独一无二】
|
1月前
|
机器学习/深度学习 弹性计算 数据可视化
玩ST、肿瘤研究的来学习一下!16分Nature子刊的单细胞空间转录组+机器学习
Nature Communications 发表了一项关于空间转录组和机器学习在肿瘤研究中的应用。研究聚焦于HPV阴性口腔鳞状细胞癌,通过整合单细胞和空间转录组分析,揭示了肿瘤核心(TC)和前沿边缘(LE)的独特转录特征。TC和LE的基因表达模式与多种癌症的预后相关,其中LE基因标志关联不良预后,而TC则与较好预后相关。利用机器学习,研究人员建立了预测模型,识别出跨癌症类型的保守TC和LE特征。此外,他们还分析了RNA剪接动态,发现了潜在的治疗脆弱性。这项工作为肿瘤生物学和靶向治疗提供了新见解,并为药物开发提供了依据。
26 0
|
7月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
CV领域再创佳绩!阿里云机器学习平台 PAI 多篇论文入选 ICCV 2023
近期,阿里云机器学习平台PAI发表的多篇论文在ICCV 2023上入选。ICCV是国际计算机视觉大会是由电气和电子工程师协会每两年举办一次的研究大会。与CVPR和ECCV一起,它被认为是计算机视觉领域的顶级会议之一。ICCV 2023将于10月2日至10月6日法国巴黎举办。ICCV汇聚了来自世界各地的学者、工程师和研究人员,分享最新的计算机视觉研究成果和技术进展。会议涵盖了计算机视觉领域的各个方向,包括图像处理、模式识别、机器学习、人工智能等等。ICCV的论文发表和演讲都备受关注,是计算机视觉领域交流和合作的重要平台。
|
5月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
阿里云人工智能平台PAI多篇论文入选EMNLP 2023
近期,阿里云人工智能平台PAI主导的多篇论文在EMNLP2023上入选。EMNLP是人工智能自然语言处理领域的顶级国际会议,聚焦于自然语言处理技术在各个应用场景的学术研究,尤其重视自然语言处理的实证研究。该会议曾推动了预训练语言模型、文本挖掘、对话系统、机器翻译等自然语言处理领域的核心创新,在学术和工业界都有巨大的影响力。此次入选意味着阿里云人工智能平台PAI自研的自然语言处理算法达到了全球业界先进水平,获得了国际学者的认可,展现了中国人工智能技术创新在国际上的竞争力。
|
7月前
|
人工智能 算法
阿里云人工智能平台 PAI 扩散模型加速采样算法论文入选 CIKM 2023
近日CIKM 2023上,阿里云人工智能平台PAI和华东师范大学陈岑副教授团队主导的扩散模型加速采样算法论文《Optimal Linear Subspace Search: Learning to Construct Fast and High-Quality Schedulers for Diffusion Models》入选。此次入选意味着阿里云人工智能平台 PAI自研的扩散模型算法和框架达到了全球业界先进水平,获得了国际学者的认可,展现了中国人工智能技术创新在国际上的竞争力。