This article aims to investigate how circuit-based hybrid Quantum Convolutional Neural Networks (QCNNs) can be successfully employed as image classifiers in the context of remote sensing. The hybrid QCNNs enrich the classical architecture of CNNs by introducing a quantum layer within a standard neural network. The novel QCNN proposed in this work is applied to the Land Use and Land Cover (LULC) classification, chosen as an Earth Observation (EO) use case, and tested on the EuroSAT dataset used as reference benchmark. The results of the multiclass classification prove the effectiveness of the presented approach, by demonstrating that the QCNN performances are higher than the classical counterparts. Moreover, investigation of various quantum circuits shows that the ones exploiting quantum entanglement achieve the best classification scores. This study underlines the potentialities of applying quantum computing to an EO case study and provides the theoretical and experimental background for futures investigations.


翻译:本条旨在调查如何成功地利用电路混合量子变异神经网络(QCNNs)作为遥感方面的图像分类器(QCNNs),混合质子网络通过在标准神经网络中引入量子层来丰富CNN的古典结构,这项工作中拟议的新型QCNN适用于土地利用和土地覆盖(LULC)分类,作为地球观测(EO)使用案例选择,并在用作参照基准的EuroSAT数据集中测试。多级分类的结果证明所提出的方法的有效性,表明QCNN的性能高于古典对应方。此外,对各种量子电路的调查表明,利用量子缠绕的量子电路达到了最佳的分类分数。这项研究强调了将量子计算应用于EO案例研究的潜力,并为未来调查提供了理论和实验背景。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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