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摘要：量子計(jì)算碰上機(jī)器學(xué)習(xí)，谷歌今日的博客介紹了他們?cè)诹孔由窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的進(jìn)展。在論文中，谷歌構(gòu)建了一個(gè)量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該模型專為短期內(nèi)可能出現(xiàn)的量子處理器而設(shè)計(jì)。
量子計(jì)算碰上機(jī)器學(xué)習(xí)，谷歌今日的博客介紹了他們?cè)诹孔由窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的進(jìn)展。
谷歌人工智能量子團(tuán)隊(duì)自成立以來，一直致力于理解量子計(jì)算在機(jī)器學(xué)習(xí)中的作用。現(xiàn)有算法對(duì)全局優(yōu)化的作用表明，量子計(jì)算機(jī)可能有助于更快地訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)中的現(xiàn)有模型，因此谷歌正在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)型的量子計(jì)算機(jī)來調(diào)查復(fù)雜的量子系統(tǒng)是如何進(jìn)行這些計(jì)算的。雖然這項(xiàng)研究可能很有價(jià)值，但還無法證明量子計(jì)算機(jī)能夠提供一種方式來了解物理系統(tǒng)中的復(fù)雜模式，這一點(diǎn)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)任何時(shí)候都無法做到。
谷歌人工智能量子團(tuán)隊(duì)最近發(fā)表了兩篇論文，這兩篇論文在理解量子計(jì)算機(jī)對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的作用方面取得了進(jìn)展。第一篇論文構(gòu)建了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的量子模型，來研究如何在量子處理器上執(zhí)行分類任務(wù)。在第二篇論文中，谷歌展示了量子幾何的獨(dú)特特征是如何改變了訓(xùn)練這些網(wǎng)絡(luò)的策略的，并為更穩(wěn)健的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練提供了指導(dǎo)。
在論文《Classification with Quantum Neural Networks on Near Term Processors》中，谷歌構(gòu)建了一個(gè)量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（QNN），該模型專為短期內(nèi)可能出現(xiàn)的量子處理器而設(shè)計(jì)。雖然目前的工作主要都是理論上的，但它們的結(jié)構(gòu)有助于在不久的將來在量子計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。這些 QNN 可以通過標(biāo)記數(shù)據(jù)的監(jiān)督學(xué)習(xí)來調(diào)整，谷歌表明有望訓(xùn)練 QNN 在著名的 MNIST 數(shù)據(jù)集上進(jìn)行圖像分類任務(wù)。用更大的量子設(shè)備跟蹤這一領(lǐng)域的研究可能會(huì)導(dǎo)致量子網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式的能力不如流行的經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)。
論文鏈接：https://arxiv.org/abs/1802.06002
量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類。上圖描述了一個(gè)簡(jiǎn)單的量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，相比于典型深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的隱藏層，圖中的方框表示糾纏行為或者說是「量子門」。在超導(dǎo)量子位環(huán)境中，可以通過對(duì)應(yīng)每個(gè)方框的微波控制脈沖實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
在論文《Barren plateaus in quantum neural network training landscapes》中，谷歌聚焦于量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練、探查經(jīng)典神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵難題，即梯度消失、爆炸的問題。在傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，神經(jīng)元權(quán)重較好的無偏見初始猜測(cè)大多與隨機(jī)性有關(guān)，盡管有時(shí)也有些困難。這篇論文表明，量子幾何的獨(dú)特特征能夠明確地防止梯度問題成為量子案例中的好策略，相反它會(huì)帶你進(jìn)入貧瘠的高原（barren plateaus）。該研究可能為未來初始化、訓(xùn)練量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)提供策略。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07090-4
QNN 梯度消失：高維空間的測(cè)量濃度。在高維空間中，如量子計(jì)算機(jī)這樣的探索，大量的狀態(tài)反常識(shí)地處于超球面中緯線（左圖）的附近。這意味著在隨機(jī)選擇時(shí)（右圖），這一空間中的任意平滑函數(shù)將大概率傾向于采取接近平均值的數(shù)值。
該研究為構(gòu)建、訓(xùn)練量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供了改進(jìn)的階梯。特別是，使用谷歌硬件對(duì)量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，能夠讓我們?cè)诮趦?nèi)快速探索量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。谷歌研究團(tuán)隊(duì)希望源自這些幾何學(xué)狀態(tài)的洞見能帶來訓(xùn)練這些網(wǎng)絡(luò)的新算法，這也是解鎖未來潛力的重要之處。
原文鏈接：https://ai.googleblog.com/2018/12/exploring-quantum-neural-networks.html?
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摘要：我們都可能聽說過名為的認(rèn)知計(jì)算平臺(tái)，它就采用了深度學(xué)習(xí)技術(shù)，用來將語音轉(zhuǎn)換成文本以及將文本轉(zhuǎn)換成語音。深度學(xué)習(xí)或認(rèn)知計(jì)算是人工智能的一種形式，這引出了下一個(gè)術(shù)語。據(jù)數(shù)據(jù)分析公司聲稱，年有兩家大數(shù)據(jù)初創(chuàng)公司可能會(huì)。 云計(jì)算――這個(gè)概念是指，你可以根據(jù)需要來租用應(yīng)用程序，然后通過互聯(lián)網(wǎng)來訪問它們，而不是購(gòu)買應(yīng)用程序，然后將應(yīng)用程序安裝到計(jì)算機(jī)上。就是這樣，這就是云計(jì)算。你可能已聽說過軟件即服務(wù)...
摘要：今天上午，阿里巴巴云棲大會(huì)在杭州開幕，第一條重磅消息是阿里首席技術(shù)官?gòu)埥ㄤh宣布成立達(dá)摩院，在全球各地建立實(shí)驗(yàn)室，年內(nèi)投入千億在全球建立實(shí)驗(yàn)室和高校建立研究所建立全球研究中心等事務(wù)。 今天上午，阿里巴巴云棲大會(huì)在杭州開幕，第一條重磅消息是阿里首席技術(shù)官?gòu)埥ㄤh宣布成立達(dá)摩院，在全球各地建立實(shí)驗(yàn)室，3年內(nèi)投入千億在全球建立實(shí)驗(yàn)室、和高校建立研究所、建立全球研究中心等事務(wù)。 該院由全球?qū)嶒?yàn)室、...
摘要：年實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)采用了深度學(xué)習(xí)獲勝，失敗率僅。許多其他參賽選手也紛紛采用這一技術(shù)年，所有選手都使用了深度學(xué)習(xí)。和他的同事運(yùn)用深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)贏得了美元。深度學(xué)習(xí)，似乎是解決 三年前，在山景城（加利福尼亞州）秘密的谷歌X實(shí)驗(yàn)室里，研究者從YouTube視頻中選取了大約一千萬張靜態(tài)圖片，并且導(dǎo)入到Google Brain —— 一個(gè)由1000臺(tái)電腦組成的像幼兒大腦一樣的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。花費(fèi)了三天時(shí)間尋找模式之...
摘要：云計(jì)算技術(shù)完全依賴于硬件和軟件的虛擬化及其面向服務(wù)的架構(gòu)和其他一些增值服務(wù)。其次，一些政府贊成取消有利于網(wǎng)絡(luò)中立和促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)的法規(guī)。因此，云計(jì)算成為可行的選擇。盡管如此，云基礎(chǔ)架構(gòu)必須與適當(dāng)?shù)陌踩蛡浞萁鉀Q方案相輔相成，以確保數(shù)據(jù)安全。 隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，計(jì)算和軟件開發(fā)的進(jìn)步，任何人都可以坐在他/她的廚房桌旁享受世界上最好的技術(shù)。幾乎所有小型或大型企業(yè)都無所謂，似乎已將注意力轉(zhuǎn)移到考...
摘要：云計(jì)算技術(shù)完全依賴于硬件和軟件的虛擬化及其面向服務(wù)的架構(gòu)和其他一些增值服務(wù)。其次，一些政府贊成取消有利于網(wǎng)絡(luò)中立和促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)的法規(guī)。因此，云計(jì)算成為可行的選擇。盡管如此，云基礎(chǔ)架構(gòu)必須與適當(dāng)?shù)陌踩蛡浞萁鉀Q方案相輔相成，以確保數(shù)據(jù)安全。 隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，計(jì)算和軟件開發(fā)的進(jìn)步，任何人都可以坐在他/她的廚房桌旁享受世界上最好的技術(shù)。幾乎所有小型或大型企業(yè)都無所謂，似乎已將注意力轉(zhuǎn)移到考...
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