[發(fā)明專利]量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法及裝置、電子設(shè)備和介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110432127.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN113033703B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鑫;于思拙;宋旨欣;趙炫強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京百度網(wǎng)訊科技有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06N10/00
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務(wù)所 11602
• 代理人: 姜浩然;吳麗麗

1.一種量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法，包括：

對(duì)于量子通信雙方中的每一方：初始化待訓(xùn)練的第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和至少兩個(gè)第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并獲取對(duì)應(yīng)于待傳輸?shù)牧孔颖忍氐牧孔討B(tài)訓(xùn)練集，其中，所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被配置為接收用于量子通信的量子比特，所述至少兩個(gè)第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)被配置為接收所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的與待傳輸?shù)牧孔颖忍財(cái)?shù)量相同的量子比特；

設(shè)置量子通信雙方共享的一個(gè)或多個(gè)處于糾纏態(tài)的量子比特對(duì)；

對(duì)于每一個(gè)量子態(tài)組合，其中所述每一個(gè)量子態(tài)組合包括分別來(lái)自兩組所述訓(xùn)練集的一個(gè)量子態(tài)：

將所述量子態(tài)組合中的量子態(tài)以及所述處于糾纏態(tài)的量子比特對(duì)中的量子比特輸入各自對(duì)應(yīng)的所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，并測(cè)量所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的且不輸入到所述至少兩個(gè)第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)的量子比特以得到相應(yīng)的量子態(tài)；

根據(jù)對(duì)方的所述測(cè)量的結(jié)果選擇性運(yùn)行相應(yīng)的第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以獲得雙方的所述相應(yīng)的第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各自輸出的量子比特的量子態(tài)，作為進(jìn)行所述量子通信后雙方交換得到的量子信息；以及

計(jì)算所述量子通信雙方中的每一方所得到的量子態(tài)與所述量子態(tài)組合中的相應(yīng)量子態(tài)之間的誤差；

基于所有所述量子態(tài)組合所對(duì)應(yīng)的誤差計(jì)算損失函數(shù)；以及

調(diào)整量子通信雙方中的每一方的所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和所述第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)值，以使得所述損失函數(shù)達(dá)到最小值，從而獲得訓(xùn)練后的所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和所述第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)于量子通信雙方中的每一方：

響應(yīng)于所述處于糾纏態(tài)的量子比特對(duì)的個(gè)數(shù)小于待傳輸?shù)牧孔颖忍貍€(gè)數(shù)，所述至少兩個(gè)第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)被配置為接收所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的與所述設(shè)置的處于糾纏態(tài)的量子比特以及一個(gè)或多個(gè)所述待傳輸?shù)牧孔颖忍叵鄬?duì)應(yīng)的量子比特。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)于量子通信雙方中的每一方：

響應(yīng)于所述處于糾纏態(tài)的量子比特對(duì)的個(gè)數(shù)不小于待傳輸?shù)牧孔颖忍貍€(gè)數(shù)，所述至少兩個(gè)第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)被配置為接收所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的與處于糾纏態(tài)的量子比特相對(duì)應(yīng)的量子比特。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于以下公式計(jì)算所述損失函數(shù)：

其中，L為損失函數(shù)，{σ_j，ρ_i}表示來(lái)自其中一個(gè)訓(xùn)練集的量子態(tài)σ_j和來(lái)自另一個(gè)訓(xùn)練集的量子態(tài)ρ_i組成的一個(gè)量子態(tài)組合，g(σ_j，θ_k)和f(ρ_i，θ_k)分別表示在量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)為θ_k時(shí)、σ_j和ρ_i傳輸?shù)綄?duì)方后得到的量子態(tài)，其中，θ_k表示第k次訓(xùn)練過(guò)程中的一組參數(shù)值，所述一組參數(shù)值中的每一個(gè)參數(shù)值分別對(duì)應(yīng)于所述量子通信雙方中的每一方的所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及所述至少兩個(gè)第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)，F(xiàn)()表示保真度函數(shù)，m和n分別表示所述其中一個(gè)訓(xùn)練集的量子態(tài)個(gè)數(shù)和所述另一個(gè)訓(xùn)練集的量子態(tài)個(gè)數(shù)。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)最優(yōu)化方法調(diào)整所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和所述第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)值。

6.一種雙向量子隱形傳態(tài)方法，包括：

設(shè)置量子通信雙方共享的一個(gè)或多個(gè)處于糾纏態(tài)的量子比特對(duì)；

對(duì)于量子通信雙方中的每一方：將用于量子通信的量子比特輸入第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并將所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的與待傳輸?shù)牧孔颖忍財(cái)?shù)量相同的量子比特輸入第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

測(cè)量所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的且不輸入到所述第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的量子比特，以得到相應(yīng)的量子態(tài)；

根據(jù)對(duì)方的所述測(cè)量的結(jié)果選擇性運(yùn)行相應(yīng)的第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以獲得雙方的所述相應(yīng)的第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各自輸出的量子比特的量子態(tài)，作為進(jìn)行所述量子通信后雙方交換得到的量子信息，

其中，所述量子通信雙方的所述第一量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及所述第二量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法獲得。