양자 터널링 워크를 통한 비볼록 최적화를 위한 양자 속도 향상

양자 터널링 워크를 통한 비볼록 최적화를 위한 양자 속도 향상

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리우 이저우1, 웨이지에 J. 수2, 그리고 동양 리3,4

1100084 중국 베이징 칭화대학교 기계공학과
2펜실베이니아 대학교 통계 및 데이터 과학과
3Center on Frontiers of Computing Studies, Peking University, 100871 베이징, 중국
4북경 대학교 컴퓨터 공학부, 100871 베이징, 중국

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추상

고전적인 알고리즘은 국소 최소값이 높은 장벽으로 구분되는 비볼록 최적화 문제를 해결하는 데 종종 효과적이지 않습니다. 이 백서에서는 양자 터널링의 $global$ 효과를 활용하여 비볼록 최적화를 위한 가능한 양자 속도 향상을 탐색합니다. 특히 QTW(Quantum Tunneling Walk)라는 양자 알고리즘을 도입하여 로컬 최소값이 대략 전역 최소값인 비볼록 문제에 적용합니다. 서로 다른 로컬 최소값 사이의 장벽이 높지만 얇고 최소값이 평평할 때 QTW가 고전적인 확률적 경사 하강법(SGD)보다 양자 속도 향상을 달성한다는 것을 보여줍니다. 이 관찰을 기반으로 특정 이중 우물 환경을 구성합니다. 여기서 고전적인 알고리즘은 다른 우물을 잘 아는 하나의 대상을 효율적으로 맞출 수 없지만 QTW는 알려진 우물 근처에 적절한 초기 상태가 제공될 때 할 수 있습니다. 마지막으로, 우리는 수치 실험을 통해 우리의 발견을 확증합니다.

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고전적인 알고리즘은 국소 최소값이 높은 장벽으로 구분되는 비볼록 최적화 문제를 해결하는 데 종종 효과적이지 않습니다. 이 백서에서는 양자 터널링의 전역 효과를 활용하여 비볼록 최적화를 위한 가능한 양자 속도 향상을 탐색합니다. 특히 QTW(Quantum Tunneling Walk)라는 양자 알고리즘을 도입하여 로컬 최소값이 대략 전역 최소값인 비볼록 문제에 적용합니다. 서로 다른 로컬 최소값 사이의 장벽이 높지만 얇고 최소값이 평평할 때 QTW가 고전적인 확률적 경사 하강법(SGD)보다 양자 속도 향상을 달성한다는 것을 보여줍니다. 이 관찰을 기반으로 특정 이중 우물 환경을 구성합니다. 여기서 고전적인 알고리즘은 다른 우물을 잘 아는 하나의 대상을 효율적으로 맞출 수 없지만 QTW는 알려진 우물 근처에 적절한 초기 상태가 제공될 때 할 수 있습니다. 마지막으로, 우리는 수치 실험을 통해 우리의 발견을 확증합니다.

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위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2023-06-02 12:31:17). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

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