ایک نیا کوانٹم مشین لرننگ الگورتھم: تقسیم پوشیدہ کوانٹم مارکوف ماڈل کوانٹم مشروط ماسٹر مساوات سے متاثر

ایک نیا کوانٹم مشین لرننگ الگورتھم: تقسیم پوشیدہ کوانٹم مارکوف ماڈل کوانٹم مشروط ماسٹر مساوات سے متاثر

ماخذ نوڈ: 3083772

ژاؤ یو لی1، کن شینگ ژو2، یونگ ہو2، ہاؤ وو2,3، گوو وو یانگ4، لیان ہوئی یو2، اور گینگ چن4

1سکول آف انفارمیشن اینڈ سافٹ ویئر انجینئرنگ، یونیورسٹی آف الیکٹرانک سائنس اینڈ ٹیکنالوجی آف چائنا، چینگ ڈو، 610054، چین
2سکول آف فزکس، یونیورسٹی آف الیکٹرانک سائنس اینڈ ٹیکنالوجی آف چائنا، چینگ ڈو، 610054، چین
3انسٹی ٹیوٹ آف الیکٹرانکس اینڈ انفارمیشن انڈسٹری ٹیکنالوجی آف کاش، کاش، 844000، چین
4سکول آف کمپیوٹر سائنس اینڈ انجینئرنگ، یونیورسٹی آف الیکٹرانک سائنس اینڈ ٹیکنالوجی آف چائنا، چینگ ڈو، 610054، چین

اس کاغذ کو دلچسپ لگتا ہے یا اس پر بات کرنا چاہتے ہیں؟ SciRate پر تبصرہ کریں یا چھوڑیں۔.

خلاصہ

پوشیدہ کوانٹم مارکوف ماڈل (HQMM) میں ٹائم سیریز ڈیٹا کا تجزیہ کرنے اور کوانٹم ڈومین میں اسٹاکسٹک پروسیسز کا مطالعہ کرنے کی قابل قدر صلاحیت ہے جس میں کلاسیکی مارکوف ماڈلز پر ممکنہ فوائد کے ساتھ اپ گریڈنگ آپشن ہے۔ اس مقالے میں، ہم نے چھپے ہوئے کوانٹم مارکوف کے عمل کو نافذ کرنے کے لیے سپلٹ HQMM (SHQMM) متعارف کرایا، کوانٹم سسٹم کی اندرونی حالتوں کے درمیان باہمی ربط کو ظاہر کرنے کے لیے ایک ٹھیک توازن کی حالت کے ساتھ مشروط ماسٹر مساوات کا استعمال کیا۔ تجرباتی نتائج بتاتے ہیں کہ ہمارا ماڈل ایپلی کیشنز کے دائرہ کار اور مضبوطی کے لحاظ سے پچھلے ماڈلز کو پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔ مزید برآں، ہم HQMM میں کوانٹم مشروط ماسٹر مساوات کو HQMM سے منسلک کر کے پیرامیٹرز کو حل کرنے کے لیے ایک نیا سیکھنے کا الگورتھم قائم کرتے ہیں۔ آخر میں، ہمارا مطالعہ واضح ثبوت فراہم کرتا ہے کہ کوانٹم ٹرانسپورٹ سسٹم کو HQMM کی جسمانی نمائندگی سمجھا جا سکتا ہے۔ SHQMM ساتھ والے الگورتھم کے ساتھ کوانٹم سسٹمز اور ٹائم سیریز کا تجزیہ کرنے کے لیے ایک نیا طریقہ پیش کرتا ہے جو فزیکل نفاذ میں ہے۔

اس کام میں، اوپن سسٹم فزیکل تھیوری کے فریم ورک سے شروع کرتے ہوئے اور تفصیلی توازن کی شرائط کے تعارف سے اخذ کردہ کوانٹم کنڈیشن ماسٹر مساوات کو استعمال کرتے ہوئے، ہم نظریاتی طور پر کوانٹم کنڈیشن ماسٹر مساوات اور کوانٹم پوشیدہ مارکوف ماڈل کے درمیان تعلق قائم کرتے ہیں۔ اس کے ساتھ ہی، ہم ایک ناول اسپلٹنگ کوانٹم مارکوف ماڈل (SHQMM) تجویز کرتے ہیں۔ دلچسپ بات یہ ہے کہ تجرباتی نتائج نہ صرف کلاسیکی الگورتھم پر کوانٹم الگورتھم کی برتری کی توثیق کرتے ہیں بلکہ یہ بھی ظاہر کرتے ہیں کہ ہمارا ماڈل کوانٹم سسٹمز کی اندرونی حالتوں کے مطالعہ میں وسیع ایپلی کیشنز پیش کرتے ہوئے، پچھلے HQMMs کو پیچھے چھوڑتا ہے۔

► BibTeX ڈیٹا

► حوالہ جات

ہے [1] جوآن I سراک اور پیٹر زولر۔ "کولڈ پھنسے ہوئے آئنوں کے ساتھ کوانٹم کمپیوٹیشنز"۔ جسمانی جائزہ کے خطوط 74، 4091 (1995)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​physrevlett.74.4091

ہے [2] ایمانوئل کنل، ریمنڈ لافلمے، اور جیرالڈ جے ملبرن۔ "لکیری آپٹکس کے ساتھ موثر کوانٹم کمپیوٹیشن کی اسکیم"۔ فطرت 409، 46–52 (2001)۔
https://​doi.org/​10.1038/​35051009

ہے [3] جیکب بیامونٹے، پیٹر وٹیک، نکولا پینکوٹی، پیٹرک ریبینٹروسٹ، ناتھن ویبی، اور سیٹھ لائیڈ۔ "کوانٹم مشین لرننگ"۔ فطرت 549، 195–202 (2017)۔
https://​doi.org/​10.1038/​nature23474

ہے [4] M Cerezo، Guillaume Verdon، Hsin-Yuan Huang، Lukasz Cincio، اور Patrick J Coles. "کوانٹم مشین لرننگ میں چیلنجز اور مواقع"۔ نیچر کمپیوٹیشنل سائنس 2، 567–576 (2022)۔
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s43588-022-00311-3

ہے [5] کشور بھارتی، البا سرویرا لیرٹا، تھی ہا کیاو، ٹوبیاس ہاگ، سمنر الپرین لی، ابھینو آنند، میتھیاس ڈیگروٹ، ہرمننی ہیمونن، جیکب ایس کوٹ مین، ٹم مینکے، وغیرہ۔ "شور انٹرمیڈیٹ اسکیل کوانٹم (نسق) الگورتھم (2021)" (2021)۔ arXiv:2101.08448v1۔
arXiv:2101.08448v1

ہے [6] ایلان اسپورو گوزک، رولینڈ لنڈ، اور مارکس ریہر۔ "معاملہ نقلی (ر) ارتقاء"۔ ACS مرکزی سائنس 4، 144–152 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1021/​acscentsci.7b00550

ہے [7] Iulia M Georgescu، Sahel Ashhab، اور Franco Nori۔ "کوانٹم سمولیشن"۔ جدید طبیعیات کے جائزے 86، 153 (2014)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.86.153

ہے [8] مارکس ریہر، ناتھن ویبی، کرسٹا ایم سوور، ڈیو ویکر، اور میتھیاس ٹرائیر۔ "کوانٹم کمپیوٹرز پر ردعمل کے طریقہ کار کو واضح کرنا"۔ نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کی کارروائی 114، 7555–7560 (2017)۔
https://​doi.org/​10.1073/​pnas.1619152114

ہے [9] یوڈونگ کاو، جوناتھن رومیرو، اور ایلان اسپورو گوزک۔ "منشیات کی دریافت کے لیے کوانٹم کمپیوٹنگ کا امکان"۔ IBM جرنل آف ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ 62, 6–1 (2018)۔
https://​doi.org/​10.1147/​JRD.2018.2888987

ہے [10] رومن اورس، سیموئیل میوگل اور اینریک لیزاسو۔ "کوانٹم کمپیوٹنگ برائے فنانس: جائزہ اور امکانات"۔ طبیعیات 4، 100028 (2019) میں جائزے
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.revip.2019.100028

ہے [11] Pierre-Luc Dallaire-Demers، Jonathan Romero، Libor Veis، Sukin Sim، اور Alán Aspuru-Guzik۔ "کوانٹم کمپیوٹر پر باہم مربوط فرمیونک حالتوں کی تیاری کے لیے کم گہرائی والا سرکٹ انساٹز"۔ کوانٹم سائنس اور ٹیکنالوجی 4، 045005 (2019)۔
https://​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​ab3951

ہے [12] الزبتھ فونس، پاؤلا ڈاسن، جیفری یاؤ، ژاؤ جون زینگ، اور جان کین۔ "سمارٹ بیٹا سرمایہ کاری کے لیے فیچر سیلینسی پوشیدہ مارکوف ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے ایک نیا متحرک اثاثہ مختص کرنے کا نظام"۔ ایپلی کیشنز کے ساتھ ماہر سسٹمز 163, 113720 (2021)۔
https://​doi.org/​10.1016/​j.eswa.2020.113720

ہے [13] پی وی چندریکا، کے وشالکشمی، اور کے سکتی سری نواسن۔ "اسٹاک ٹریڈنگ میں پوشیدہ مارکوف ماڈلز کا اطلاق"۔ 2020 میں ایڈوانسڈ کمپیوٹنگ اینڈ کمیونیکیشن سسٹمز (ICACCS) پر 6ویں بین الاقوامی کانفرنس۔ صفحات 1144–1147۔ (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1109/​ICACCS48705.2020.9074387

ہے [14] دیما سلیمان، عرفات اعوجان، اور وائل العتیوی۔ "قدرتی عربی زبان کی پروسیسنگ میں پوشیدہ مارکوف ماڈل کا استعمال: ایک سروے"۔ پروسیڈیا کمپیوٹر سائنس 113، 240–247 (2017)۔
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.procs.2017.08.363

ہے [15] حارث ذکا محمد، محمد نصرون، کاسی سیٹاننگسہ، اور محمد آری مورتی۔ "پوشیدہ مارکوف ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے انگریزی سے انڈونیشی مترجم کے لیے تقریر کی پہچان"۔ 2018 میں سگنلز اور سسٹمز پر بین الاقوامی کانفرنس (ICSigSys)۔ صفحات 255-260۔ IEEE (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1109/​ICSIGSYS.2018.8372768

ہے [16] ایرک ایل ایل سون ہیمر، گنر وان ہیجن، اینڈرس کروگ، وغیرہ۔ "پروٹین کی ترتیب میں ٹرانس میبرن ہیلیکس کی پیش گوئی کرنے کے لیے ایک پوشیدہ مارکوف ماڈل"۔ LSMB 1998 میں۔ صفحات 175–182۔ (1998)۔ url: https://​cdn.aaai.org/​ISMB/​1998/​ISMB98-021.pdf۔
https://​cdn.aaai.org/​ISMB/​1998/​ISMB98-021.pdf

ہے [17] گیری زی اور جین ایم فیئر۔ "پوشیدہ مارکوف ماڈل: پروٹین ٹاکسنز، وائرلیس عوامل اور اینٹی بائیوٹک مزاحمتی جینز کا پتہ لگانے کے لیے ایک مختصر ترین منفرد نمائندہ نقطہ نظر"۔ BMC ریسرچ نوٹس 14, 1–5 (2021)۔
https://​doi.org/​10.21203/​rs.3.rs-185430/​v1

ہے [18] شان آر ایڈی۔ "پوشیدہ مارکوف ماڈل کیا ہے؟"۔ نیچر بائیو ٹیکنالوجی 22، 1315–1316 (2004)۔
https://​doi.org/​10.1038/​nbt1004-1315

ہے [19] پال ایم بیگنسٹوس۔ "متعدد مشاہداتی جگہوں کے ساتھ پوشیدہ مارکوف ماڈلز کے لیے ایک ترمیم شدہ بوم ویلچ الگورتھم"۔ تقریر اور آڈیو پروسیسنگ پر IEEE لین دین 9, 411–416 (2001)۔
https://​doi.org/​10.1109/​89.917686

ہے [20] Aleksandar Kavcic اور Jose MF Moura. "ویٹربی الگورتھم اور مارکوف شور میموری"۔ آئی ای ای ای ٹرانزیکشنز آن انفارمیشن تھیوری 46، 291–301 (2000)۔
https://​doi.org/​10.1109/​18.817531

ہے [21] ٹوڈ کے مون۔ "توقع زیادہ سے زیادہ کرنے کا الگورتھم"۔ IEEE سگنل پروسیسنگ میگزین 13، 47–60 (1996)۔
https://​doi.org/​10.1109/​79.543975

ہے [22] الیکس مونراس، الموت بیج، اور کیرولین ویزنر۔ "چھپے ہوئے کوانٹم مارکوف ماڈلز اور متعدد جسمانی حالتوں کا غیر انکولی ریڈ آؤٹ" (2010)۔ arXiv:1002.2337۔
آر ایکس سی: 1002.2337

ہے [23] سدھارتھ سری نواسن، جیف گورڈن، اور بائرن بوٹس۔ "چھپے ہوئے کوانٹم مارکوف ماڈلز کو سیکھنا"۔ اموس سٹورکی اور فرنینڈو پیریز کروز میں، ایڈیٹرز، آرٹیفیشل انٹیلی جنس اور شماریات پر اکیسویں بین الاقوامی کانفرنس کی کارروائی۔ مشین لرننگ ریسرچ کی کارروائی کی جلد 84، صفحات 1979–1987۔ PMLR (2018)۔ url: https://​proceedings.mlr.press/​v84/​srinivasan18a.html۔
https://​/​proceedings.mlr.press/​v84/​srinivasan18a.html

ہے [24] ہربرٹ جیگر۔ "مجرد اسٹاکسٹک ٹائم سیریز کے لیے قابل مشاہدہ آپریٹر ماڈلز"۔ نیورل کمپیوٹیشن 12، 1371–1398 (2000)۔
https://​doi.org/​10.1162/​089976600300015411

ہے [25] کنگ لیو، تھامس جے ایلیٹ، فیلکس سی بائنڈر، کارلو ڈی فرانکو، اور مائل گو۔ "یونٹری کوانٹم ڈائنامکس کے ساتھ بہترین اسٹاکسٹک ماڈلنگ"۔ طبیعات Rev. A 99, 062110 (2019)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.99.062110

ہے [26] تھامس جے ایلیٹ۔ "میموری کمپریشن اور غیر متعدی چھپے مارکوف ماڈلز کے کوانٹم نفاذ کی تھرمل کارکردگی"۔ جسمانی جائزہ A 103, 052615 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.103.052615

ہے [27] سندیش ادھیکاری، سدھارتھ سری نواسن، جیف گورڈن، اور بائرن بوٹس۔ "پوشیدہ کوانٹم مارکوف ماڈلز کا اظہار اور سیکھنا"۔ مصنوعی ذہانت اور شماریات پر بین الاقوامی کانفرنس میں۔ صفحات 4151–4161۔ (2020)۔ url: http://​/​proceedings.mlr.press/​v108/​adhikary20a/​adhikary20a.pdf۔
http://​/​proceedings.mlr.press/​v108/​adhikary20a/​adhikary20a.pdf

ہے [28] بو جیانگ اور یو ہانگ ڈائی۔ "اسٹیفیل کئی گنا پر اصلاح کے لیے اپ ڈیٹ اسکیموں کو محفوظ رکھنے والے رکاوٹوں کا ایک فریم ورک"۔ ریاضیاتی پروگرامنگ 153، 535–575 (2015)۔
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10107-014-0816-7

ہے [29] وینیو مارکوف، ولادیمیر رستونکوف، امول دیشمکھ، ڈینیئل فرائی، اور چارلی اسٹیفانسکی۔ "کوانٹم پوشیدہ مارکوف ماڈلز کا نفاذ اور سیکھنا" (2022)۔ arXiv:2212.03796v2۔
arXiv:2212.03796v2

ہے [30] Xiantao Li اور Chunhao Wang. "ہائی آرڈر سیریز کی توسیع کا استعمال کرتے ہوئے مارکووین اوپن کوانٹم سسٹمز کی نقل کرنا" (2022)۔ arXiv:2212.02051v2۔
arXiv:2212.02051v2

ہے [31] یوشیتاکا تنیمورا۔ "Stochastic Liouville، Langevin، Fokker-Planck، اور کوانٹم dissipative systems کے لیے ماسٹر مساوات کا نقطہ نظر"۔ جرنل آف دی فزیکل سوسائٹی آف جاپان 75، 082001 (2006)۔
https://​doi.org/​10.1143/JPSJ.75.082001

ہے [32] اکی ہیتو ایشیزاکی اور گراہم آر فلیمنگ۔ "الیکٹرانک توانائی کی منتقلی میں کوانٹم ہم آہنگ اور غیر مربوط ہاپنگ ڈائنامکس کا متحد علاج: کم درجہ بندی مساوات کا نقطہ نظر"۔ جرنل آف کیمیکل فزکس 130 (2009)۔
https://​doi.org/​10.1063/​1.3155372

ہے [33] جنشوانگ جن، ژاؤ زینگ، اور یجنگ یان۔ "منحرف الیکٹرانک سسٹمز اور کوانٹم ٹرانسپورٹ کی قطعی حرکیات: حرکت کے نقطہ نظر کی درجہ بندی کی مساوات"۔ جرنل آف کیمیکل فزکس 128 (2008)۔
https://​doi.org/​10.1063/​1.2938087

ہے [34] لیوس اے کلارک، وی ہوانگ، تھامس ایم بارلو، اور الموت بیج۔ "چھپے ہوئے کوانٹم مارکوف ماڈلز اور فوری فیڈ بیک کے ساتھ کھلے کوانٹم سسٹمز"۔ کمپلیکس سسٹمز پر ISCS 2014 انٹر ڈسپلنری سمپوزیم میں۔ صفحہ 143-151۔ (2015)۔
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-10759-2$_$16

ہے [35] Xin-Qi Li، JunYan Luo، Yong-Gang Yang، Ping Cui، اور YiJing Yan۔ "میسوسکوپک سسٹمز کے ذریعے کوانٹم ٹرانسپورٹ کے لیے کوانٹم ماسٹر مساوات کا نقطہ نظر"۔ جسمانی جائزہ B 71، 205304 (2005)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevB.71.205304

ہے [36] Michael J Kastoryano، Fernando GSL Brandão، András Gilyén، et al. "کوانٹم تھرمل حالت کی تیاری" (2023)۔ arXiv:2303.18224۔
آر ایکس سی: 2303.18224

ہے [37] منگ جی زاؤ اور ہربرٹ جیگر۔ "معمول کے قابل مشاہدہ آپریٹر ماڈلز"۔ نیورل کمپیوٹیشن 22، 1927–1959 (2010)۔
https://​doi.org/​10.1162/​neco.2010.03-09-983

ہے [38] سندیش ادھیکاری، سدھارتھ سری نواسن، اور بائرن بوٹس۔ "اسٹیفیل مینی فولڈ پر محدود گریڈینٹ ڈیسنٹ کا استعمال کرتے ہوئے کوانٹم گرافیکل ماڈلز سیکھنا" (2019)۔ arXiv:2101.08448v1۔
arXiv:2101.08448v1

ہے [39] MS Vijayabaskar David R. Westhead، ایڈیٹر۔ "پوشیدہ مارکوف ماڈلز"۔ جلد 2، صفحہ 18. Humana New York, NY. (2017)۔
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-1-4939-6753-7

کی طرف سے حوالہ دیا گیا

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ کوانٹم جرنل