[發(fā)明專利]基于機(jī)器學(xué)習(xí)框架的二分類方法及相關(guān)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210282550.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN114358295B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方圓;李蕾;王漢超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06N10/20
• 分類號(hào): G06N10/20;G06N10/40;G06N20/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)框架的二分類方法，其特征在于，所述機(jī)器學(xué)習(xí)框架包括量子模塊和經(jīng)典模塊，所述方法包括：

調(diào)用所述量子模塊構(gòu)建量子計(jì)算層，調(diào)用所述經(jīng)典模塊構(gòu)建經(jīng)典全連接層，以及調(diào)用所述經(jīng)典模塊將所述量子計(jì)算層與所述經(jīng)典全連接層進(jìn)行連接，得到二分類機(jī)器學(xué)習(xí)模型，所述量子計(jì)算層用于從輸入數(shù)據(jù)中提取局部特征，所述經(jīng)典全連接層用于通過所述局部特征對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行二分類，所述量子計(jì)算層包括具有局部特征提取邏輯門的可變分量子線路；所述局部特征提取邏輯門包括依次分別作用在兩個(gè)量子比特上的兩個(gè)RX門、兩個(gè)RY門、兩個(gè)CNOT門以及兩個(gè)RY門，兩個(gè)所述CNOT門的控制位與被控位相反；

將待分類數(shù)據(jù)作為所述輸入數(shù)據(jù)輸入所述二分類機(jī)器學(xué)習(xí)模型，得到所述待分類數(shù)據(jù)的分類結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述量子計(jì)算層還包括與所述可變分量子線路級(jí)聯(lián)的數(shù)據(jù)編碼量子線路和測(cè)量量子線路，所述量子模塊包括量子邏輯門子模塊和量子測(cè)量子模塊，所述量子邏輯門子模塊包括量子態(tài)編碼邏輯門單元和量子態(tài)演化邏輯門單元，所述調(diào)用所述量子模塊構(gòu)建量子計(jì)算層，包括：

調(diào)用所述量子態(tài)編碼邏輯門單元?jiǎng)?chuàng)建所述數(shù)據(jù)編碼量子線路，所述數(shù)據(jù)編碼量子線路用于將所述輸入數(shù)據(jù)編碼至所述量子比特的量子態(tài)；

調(diào)用所述量子態(tài)演化邏輯門單元?jiǎng)?chuàng)建所述可變分量子線路，所述可變分量子線路用于將所述量子比特的量子態(tài)演化至目標(biāo)量子態(tài)；

調(diào)用所述量子測(cè)量子模塊創(chuàng)建所述測(cè)量量子線路，所述測(cè)量量子線路用于測(cè)量得到所述量子比特的目標(biāo)量子態(tài)，所述目標(biāo)量子態(tài)用于表示所述局部特征。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)編碼量子線路包括P個(gè)量子比特，所述調(diào)用所述量子態(tài)演化邏輯門單元?jiǎng)?chuàng)建所述可變分量子線路，包括：

調(diào)用所述量子態(tài)演化邏輯門單元?jiǎng)?chuàng)建局部特征提取邏輯門；

將所述局部特征提取邏輯門作用所述P個(gè)量子比特上，得到可變分量子線路。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將所述局部特征提取邏輯門作用所述P個(gè)量子比特上，得到可變分量子線路，包括：

將所述局部特征提取邏輯門作用在所述P個(gè)量子比特中的第i至第i+Q個(gè)量子比特上；

令所述i=i+k，執(zhí)行所述將所述局部特征提取邏輯門作用在所述P個(gè)量子比特中的第i至第i+Q個(gè)量子比特上，所述k為所述局部特征提取邏輯門的移動(dòng)步長(zhǎng)；

在所述i=P-Q時(shí)，得到所述可變分量子線路。

5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，兩個(gè)所述RX門的輸出項(xiàng)與其中兩個(gè)所述RY門的輸入項(xiàng)連接，其中兩個(gè)所述RY門的兩個(gè)輸出項(xiàng)與其中一個(gè)所述CNOT門的輸入項(xiàng)連接，其中一個(gè)所述CNOT門的輸出項(xiàng)與另外一個(gè)所述CNOT門的輸入項(xiàng)連接，另外一個(gè)所述CNOT門的輸出項(xiàng)與另外兩個(gè)所述RY門的輸入項(xiàng)連接。

6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述機(jī)器學(xué)習(xí)框架還包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模塊，所述將待分類數(shù)據(jù)作為所述輸入數(shù)據(jù)輸入所述二分類機(jī)器學(xué)習(xí)模型，包括：

調(diào)用所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模塊將所述待分類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一維向量；

在所述一維向量中的元素?cái)?shù)量等于時(shí)，將所述一維向量作為所述數(shù)據(jù)編碼量子線路的輸入；

在所述一維向量中的元素?cái)?shù)量小于時(shí)，調(diào)用所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模塊將0作為元素補(bǔ)入所述一維向量以得到元素等于的新的一維向量，以及將新的所述一維向量作為所述數(shù)據(jù)編碼量子線路的輸入。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述經(jīng)典模塊還包括損失函數(shù)單元和優(yōu)化器單元，所述方法還包括：

調(diào)用所述損失函數(shù)單元計(jì)算所述二分類機(jī)器學(xué)習(xí)模型的損失函數(shù)；

調(diào)用所述優(yōu)化器單元基于所述損失函數(shù)更新所述二分類機(jī)器學(xué)習(xí)模型的參數(shù)，以對(duì)所述二分類機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行優(yōu)化。