[공지사항]을 빙자한 안부와 근황 
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Differentiable Quantum Architecture Search in Quantum-Enhanced Neural Network Parameter Generation

Created by
  • Haebom

저자

Samuel Yen-Chi Chen, Chen-Yu Liu, Kuan-Cheng Chen, Wei-Jia Huang, Yen-Jui Chang, Wei-Hao Huang

개요

본 논문은 양자 머신러닝(QML)의 한 분야인 변분 양자 회로(VQC)의 한계점인 양자 하드웨어 의존성을 해결하기 위해 Quantum-Train(QT) 프레임워크를 제안합니다. QT는 양자 진폭의 지수적 확장을 이용하여 고전 신경망 매개변수를 생성하여 양자 하드웨어 없이 추론을 가능하게 하고 매개변수 압축을 달성합니다. 하지만 효과적인 양자 회로 아키텍처 설계가 어렵다는 점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 자동 미분을 이용한 최적화 기법을 제시합니다. 이 방법은 기존 회로 매개변수와 아키텍처 매개변수를 엔드-투-엔드 방식으로 동시에 최적화하며, 분류, 시계열 예측, 강화 학습 과제에서 기존 수동 설계 QNN 아키텍처와 비교하여 동등하거나 더 나은 성능을 보여줍니다. 이를 통해 다양한 응용 분야에서 고전 신경망 매개변수를 생성하는 QNN을 설계하는 확장 가능하고 자동화된 경로를 제공합니다.

시사점, 한계점

시사점:
양자 하드웨어 없이 QNN 추론을 가능하게 하는 자동화된 QNN 설계 방법 제시.
자동 미분을 이용한 엔드-투-엔드 최적화를 통해 수동 설계보다 효율적인 QNN 아키텍처 생성.
다양한 머신러닝 과제(분류, 시계열 예측, 강화 학습)에서 성능 향상 확인.
매개변수 압축을 통한 효율적인 모델 구현.
한계점:
현재는 시뮬레이션 결과만 제시되었으며, 실제 양자 하드웨어에서의 성능 검증은 부족.
제안된 방법의 일반화 성능 및 다양한 데이터셋에 대한 추가적인 실험 필요.
복잡한 양자 회로 아키텍처에 대한 최적화 성능 및 효율성에 대한 추가적인 연구 필요.
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