The field of artificial neural networks is expected to strongly benefit from recent developments of quantum computers. In particular, quantum machine learning, a class of quantum algorithms which exploit qubits for creating trainable neural networks, will provide more power to solve problems such as pattern recognition, clustering and machine learning in general. The building block of feed-forward neural networks consists of one layer of neurons connected to an output neuron that is activated according to an arbitrary activation function. The corresponding learning algorithm goes under the name of Rosenblatt perceptron. Quantum perceptrons with specific activation functions are known, but a general method to realize arbitrary activation functions on a quantum computer is still lacking. Here we fill this gap with a quantum algorithm which is capable to approximate any analytic activation functions to any given order of its power series. Unlike previous proposals providing irreversible measurement--based and simplified activation functions, here we show how to approximate any analytic function to any required accuracy without the need to measure the states encoding the information. Thanks to the generality of this construction, any feed-forward neural network may acquire the universal approximation properties according to Hornik's theorem. Our results recast the science of artificial neural networks in the architecture of gate-model quantum computers.


翻译:人造神经网络领域预计将大大受益于量子计算机的最新开发。 特别是, 量子机器学习( 量子机器学习, 利用量子算法来创建可训练的神经网络的一类量子算法, 将为解决模式识别、 集群和一般的机体学习等问题提供更大的力量。 向导神经网络的构件由一组神经神经元组成, 这些神经元与根据任意激活功能激活的产出神经元相连。 相应的学习算法以Rosenblatt perceptron 的名称命名。 具有特定激活功能的量子机透视器已经众所周知, 但仍然缺乏一种在量子计算机上实现任意激活功能的一般方法。 我们在这里用量子算法填补这一空白, 它可以将任何分析性激活功能与其任何特定序列的序列相近。 与以前的建议不同, 提供不可逆转的测量基础和简化的激活功能, 这里我们展示了如何将任何分析性功能与任何必要的精确性相匹配, 而无需测量国家的信息编码。 由于这一构造的笼统性, 任何进向前科学网络都可能获取到一个量子计算机的全基结构的硬质结构。

0
下载
关闭预览

相关内容

在人工神经网络中,给定一个输入或一组输入,节点的激活函数定义该节点的输出。一个标准集成电路可以看作是一个由激活函数组成的数字网络,根据输入的不同,激活函数可以是开(1)或关(0)。这类似于神经网络中的线性感知器的行为。然而,只有非线性激活函数允许这样的网络只使用少量的节点来计算重要问题,并且这样的激活函数被称为非线性。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
194+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
[每周ArXiv] 最新几篇GNN论文
图与推荐
0+阅读 · 2021年5月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
37+阅读 · 2021年2月10日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
194+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
[每周ArXiv] 最新几篇GNN论文
图与推荐
0+阅读 · 2021年5月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员