The evolution of an isolated quantum system is linear, and hence quantum algorithms are reversible, including those that utilize quantum circuits as generative machine learning models. However, some of the most successful classical generative models, such as those based on neural networks, involve highly non-linear and thus non-reversible dynamics. In this paper, we explore the effect of these dynamics in quantum generative modeling by introducing a model that adds non-linear activations via a neural network structure onto the standard Born Machine framework - the Quantum Neuron Born Machine (QNBM). To achieve this, we utilize a previously introduced Quantum Neuron subroutine, which is a repeat-until-success circuit with mid-circuit measurements and classical control. After introducing the QNBM, we investigate how its performance depends on network size, by training a 3-layer QNBM with 4 output neurons and various input and hidden layer sizes. We then compare our non-linear QNBM to the linear Quantum Circuit Born Machine (QCBM). We allocate similar time and memory resources to each model, such that the only major difference is the qubit overhead required by the QNBM. With gradient-based training, we show that while both models can easily learn a trivial uniform probability distribution, on a more challenging class of distributions, the QNBM achieves an almost 3x smaller error rate than a QCBM with a similar number of tunable parameters. We therefore provide evidence that suggests that non-linearity is a useful resource in quantum generative models, and we put forth the QNBM as a new model with good generative performance and potential for quantum advantage.


翻译:孤立的量子系统的演化是线性的,因此量子算法是可逆的,包括使用量子电路作为基因化机器学习模型的算法。然而,一些最成功的古典基因模型,例如以神经网络为基础的模型,涉及高度非线性,因而是不可逆的动态。在本文中,我们探讨这些动态在量子基因模型中的影响,方法是引入一个模型,通过神经网络结构将非线性活化添加到标准Born机器框架-Qauthum Neuron Born机器(QNBM)上。为此,我们使用了以前引入的量子中子神经系统参数子系统参数。然而,一些最成功的古典基因模型,如以中线性测量和经典控制为基础,涉及高度的非线性线性线性电路。在引入QNBM后,我们调查其性能如何取决于网络规模,通过一个具有4个输出神经元和各种输入和隐藏层尺寸的3级的3级模型,我们将非线性QBM 与直线性电路机(QBBM机)比较有价值。因此,我们可以轻易地将一个数值模型的数值和存储模型都显示一个比等级的数值模型。因此的稳定性模型的稳定性模型,因此,我们只需级模型需要一个比等级模型的数值和存储机的数值和存储的稳定性模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
69+阅读 · 2022年7月11日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31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
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+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
2+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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月17日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月17日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11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
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+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
2+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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员