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中科大成功研發(fā)新型量子機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)特征提取

2021-08-26 09:05:41 來源：鎂客網(wǎng) 閱讀量：9928

　　近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中國科學(xué)院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜江峰、王亞、李兆凱等人在量子機(jī)器學(xué)習(xí)研究中取得重要進(jìn)展，研發(fā)出新型量子特征提取算法，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)未知量子系統(tǒng)矩陣的分析與信息提取。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的核心，為了成功完成特定任務(wù)，人工智能往往需要大量數(shù)據(jù)用于總結(jié)與分類，這對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)與處理能力提出了很高的要求。

　　而此次中科大研究的量子機(jī)器學(xué)習(xí)方向，可以將量子算法的并行加速特性應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域中，提升人工智能系統(tǒng)的效率與能力，有望在未來實(shí)現(xiàn)基于量子系統(tǒng)的人工智能。

　　使用量子算法進(jìn)行特征提取的理論思路最早于2014年提出，但其原始設(shè)想基于量子相位估計(jì)算法，需要大量量子比特作為輔助寄存器，因此一直未能在真實(shí)實(shí)驗(yàn)體系中予以實(shí)現(xiàn)。

　　為解決這一限制，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出新型基于共振的量子主成分分析技術(shù)，將輔助量子比特的需求降低到1個(gè)，大大降低實(shí)驗(yàn)難度。

　　同時(shí)，為減少實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的噪聲干擾，該技術(shù)還可以結(jié)合量子相干保護(hù)手段，有利于在實(shí)際量子處理器物理平臺(tái)上達(dá)到高精度與高效率的量子計(jì)算。

　　據(jù)了解，杜江峰院士團(tuán)隊(duì)自2012年以來率先開展了量子人工智能的實(shí)驗(yàn)研究，相關(guān)工作如：量子手寫識(shí)別，是量子人工智能應(yīng)用于實(shí)際問題的最早案例，展示了量子技術(shù)加速人工智能問題的潛力；特征值檢測(cè)、線性方程組求解等技術(shù)為機(jī)器學(xué)習(xí)中的數(shù)據(jù)運(yùn)算提供了快速有效的量子方法。

　　該成果已發(fā)表在近期的Science Advances上。另外此次研發(fā)的新技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理過程的量子加速，高效率提取出量子數(shù)據(jù)矩陣中的關(guān)鍵特征，用于后續(xù)進(jìn)一步分類與識(shí)別。

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