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Benchmarking Quantum and Classical Sequential Models for Urban Telecommunication Forecasting

Created by
  • Haebom

저자

Chi-Sheng Chen, Samuel Yen-Chi Chen, Yun-Cheng Tsai

개요

본 연구는 밀라노 통신 활동 데이터셋을 사용하여 수신 SMS 활동의 단변량 시계열 예측에서 고전적 순차 모델과 양자 영감 순차 모델의 성능을 평가합니다. 데이터 완성도의 제한으로 인해 각 공간 격자 셀에 대한 SMS 수신 신호만을 중점적으로 다룹니다. LSTM(기준), Quantum LSTM(QLSTM), Quantum Adaptive Self-Attention(QASA), Quantum Receptance Weighted Key-Value(QRWKV), Quantum Fast Weight Programmers(QFWP)의 다섯 가지 모델을 다양한 입력 시퀀스 길이(4, 8, 12, 16, 32, 64) 하에서 비교합니다. 모든 모델은 주어진 시퀀스 창 내의 과거 값만을 기반으로 향후 10분 동안의 SMS 수신 값을 예측하도록 훈련됩니다. 연구 결과는 서로 다른 모델이 시퀀스 길이에 따라 다양한 민감도를 보이는 것을 나타내며, 양자적 향상이 보편적으로 유리한 것은 아님을 시사합니다. 오히려 양자 모듈의 효과는 특정 작업과 아키텍처 설계에 크게 의존하며, 모델 크기, 매개변수화 전략 및 시간 모델링 기능 간의 고유한 절충 관계를 반영합니다.

시사점, 한계점

시사점: 양자 영감 모델이 고전적 모델보다 항상 우수한 것은 아니며, 모델의 성능은 시퀀스 길이 및 모델 아키텍처에 따라 달라질 수 있음을 보여줍니다. 양자 컴퓨팅의 적용은 특정 문제와 아키텍처에 따라 효과가 다를 수 있음을 시사합니다. 모델 크기, 매개변수화 전략, 시간적 모델링 기능 사이의 절충 관계를 고려해야 함을 강조합니다.
한계점: 밀라노 통신 활동 데이터셋의 데이터 완성도 제한으로 인해 SMS 수신 신호만 분석되었고, SMS 발신 신호는 고려되지 않았습니다. 다양한 유형의 통신 데이터나 다른 데이터셋에 대한 일반화 가능성은 제한적일 수 있습니다.
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