NISQ 환경에서 양자 시스템의 노이즈와 오류를 효율적으로 모델링하기 위해 기존 무극화 채널 표현을 단순화하는 새로운 접근법을 제안한다. 이를 통해 양자 기계 학습 모델의 성능을 유지하면서도 계산 복잡도를 크게 낮출 수 있다.
랜덤 행렬을 사용하여 간단한 양자 시스템의 측정을 수행함으로써 실제 세계 컴퓨팅 응용 프로그램에 사용될 수 있는 원자 규모 장치에 대한 동기를 제공한다.
본 연구는 오류 허용 가능한 양자 컴퓨팅 아키텍처에 통합하기 위해 T-깊이를 최소화하는 ReLU 및 Leaky ReLU 활성화 함수의 양자 회로 구현을 제안한다. 또한 양자 룩업 테이블을 활용하여 시그모이드 등 다른 활성화 함수를 구현하고, 정밀도와 T-깊이를 조정할 수 있는 방법을 제시한다.
C*-대수를 사용하여 양자 게이트를 신경망의 가중치 매개변수로 표현할 수 있으며, 추가 매개변수를 도입하여 다중 회로 간 상호작용을 유도할 수 있다. 이러한 상호작용을 통해 회로들이 정보를 공유할 수 있어 기계 학습 성능 향상에 기여한다.
양자 샘플을 이용하여 노이즈 선형 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 새로운 양자 및 고전 알고리즘을 제시한다.
양자 기계 학습은 양자 장치에서 기계 학습 알고리즘을 실행하는 것으로, 학계와 기업 모두에서 큰 관심을 끌고 있다. 이 논문은 양자 기계 학습 분야에서 등장한 다양한 개념들을 포괄적이고 공정하게 검토한다. 이는 NISQ 기술에서 사용되는 기법과 오류 허용 양자 컴퓨팅 하드웨어에 적합한 알고리즘에 대한 접근을 포함한다. 이 검토에서는 양자 기계 학습의 기본 개념, 알고리즘, 통계적 학습 이론을 다룬다.
양자 신경망 모델의 비용 함수는 매개변수화가 2-design에 가까워질수록 평균 값으로 수렴한다. 따라서 칩 아키텍처에 맞춰 매개변수화를 제한해도 모델 효율성이 크게 저하되지 않는다.
대칭성을 활용한 양자 신경망(EQNN)과 양자 신경망(QNN)이 고전 신경망(ENN, DNN)에 비해 더 우수한 성능을 보인다. 특히 적은 수의 매개변수와 적은 양의 학습 데이터에서 그 차이가 두드러진다.