Experimental kernel-based quantum machine learning in finite feature space
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15310%2F20%3A73602079" target="_blank" >RIV/61989592:15310/20:73602079 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://www.nature.com/articles/s41598-020-68911-5.pdf" target="_blank" >https://www.nature.com/articles/s41598-020-68911-5.pdf</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41598-020-68911-5" target="_blank" >10.1038/s41598-020-68911-5</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Experimental kernel-based quantum machine learning in finite feature space
Popis výsledku v původním jazyce
We implement an all-optical setup demonstrating kernel-based quantum machine learning for two-dimensional classification problems. In this hybrid approach, kernel evaluations are outsourced to projective measurements on suitably designed quantum states encoding the training data, while the model training is processed on a classical computer. Our two-photon proposal encodes data points in a discrete, eight-dimensional feature Hilbert space. In order to maximize the application range of the deployable kernels, we optimize feature maps towards the resulting kernels' ability to separate points, i.e., their "resolution," under the constraint of finite, fixed Hilbert space dimension. Implementing these kernels, our setup delivers viable decision boundaries for standard nonlinear supervised classification tasks in feature space. We demonstrate such kernel-based quantum machine learning using specialized multiphoton quantum optical circuits. The deployed kernel exhibits exponentially better scaling in the required number of qubits than a direct generalization of kernels described in the literature.
Název v anglickém jazyce
Experimental kernel-based quantum machine learning in finite feature space
Popis výsledku anglicky
We implement an all-optical setup demonstrating kernel-based quantum machine learning for two-dimensional classification problems. In this hybrid approach, kernel evaluations are outsourced to projective measurements on suitably designed quantum states encoding the training data, while the model training is processed on a classical computer. Our two-photon proposal encodes data points in a discrete, eight-dimensional feature Hilbert space. In order to maximize the application range of the deployable kernels, we optimize feature maps towards the resulting kernels' ability to separate points, i.e., their "resolution," under the constraint of finite, fixed Hilbert space dimension. Implementing these kernels, our setup delivers viable decision boundaries for standard nonlinear supervised classification tasks in feature space. We demonstrate such kernel-based quantum machine learning using specialized multiphoton quantum optical circuits. The deployed kernel exhibits exponentially better scaling in the required number of qubits than a direct generalization of kernels described in the literature.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2020
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Scientific Reports
ISSN
2045-2322
e-ISSN
—
Svazek periodika
10
Číslo periodika v rámci svazku
1
Stát vydavatele periodika
GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska
Počet stran výsledku
9
Strana od-do
"12356-1"-"12356-9"
Kód UT WoS článku
000556690900063
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85088502642