В представленной работе предлагается гибридная нейросеть, которая объединяет в себе квантовые и классические вычисления, и предназначается для использования с целью классификации изображений. Гибридная нейросеть реализована на основе классической сверточной нейросети с использованием квантовой схемы. Также в рамках данного исследования выполнено сравнение различных конфигураций гибридной нейросети, в которых использовалось различное количество кубитов. Конфигурации гибридной нейросети были обучены и протестированы на наборах данных CIFAR10 и CIFAR100. Сравнение производительности гибридной нейросети для мультиклассовой классификации осуществлялось для разного количества классов (от 2 до 10) с соответствующим количеством кубитов (от 2 до 4). Полученные в ходе экспериментов результаты подтвердили возможность применения гибридной нейросети для решения задачи мультиклассовой классификации.

Ключевые слова: машинное обучение, глубокое обучение, квантовое машинное обучение, квантовые вычисления, гибридная нейронная сеть, классификация изображений, сверточная нейронная сеть, квантовая схема

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Разработка квантовых компьютеров — это огромная технологическая задача. В настоящее время, на этапе разработки квантовых вычислительных устройств стоит задача по ускорению моделирования квантовых вычислений на существующих вычислительных машинах, это связано с тем, что квантовые вычислительные устройства неприемлемо длительно обрабатывают процессы. В статье предлагается практическая реализация метода представления квантовых вычислений на основе «Quantum Information Decision Diagrams» графов.

Ключевые слова: квантовый компьютер, моделирование квантовых вычислений, аппаратный ускоритель, графовые вычисления, матричные вычисления, кубит, математическая модель, матрица

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье исследуются последствия применения квантовых вычислительных систем в области обработки изображений. Рассматривается основное преобразование, связанное с обработкой серого уровня, такое как негатив изображения. В статье показано, как эта операции может быть выражена с помощью квантового формализма. Имеет ли квантовая обработка изображений (в некоторых аспектах или некоторых конкретных приложениях) преимущество перед классической обработкой изображений в реалистичных сценариях еще предстоит выяснить. Это зависит от решения ряда задач, некоторые из которых уникальны для квантовой обработки изображения, таких как выделение признаков квантового изображения. Некоторые из них являются общими для квантовых алгоритмов, например, обработка шумов. Выявление одного из них значительно ускорит исследования этого поля.

Ключевые слова: кубит, квантовая схема, запутанность, квантовая схема, регистр, квантовое распознавание, гейт, параллелизм, интерференция, квантовый компьютер

01.04.02 -Теоретическая физика , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)

Данная статья посвящена решению задачи исследования и разработки методов функционирования квантовых алгоритмов и моделей квантовых вычислительных устройств. Квантовый алгоритм, реализованный в работе, позволяет произвести преобразование классического изображения в квантовое состояние, выделения границ и преобразование полутонового изображения в бинарное, показывает возможности квантовой теории информации в интерпретации классических задач. Целью работы является компьютерное моделирование квантового алгоритма для решения задачи преобразования классического изображения с использованием квантовых вычислительных средств и методов, изучение существующих алгоритмов распознавания образов и создание эффективной модели распознавания с помощью свойств и методов квантовых вычислений. Актуальность данных исследований заключается в математическом и программном моделировании и реализации квантового алгоритма для решения классов задач классического характера. Научная новизна данного направления в первую очередь выражается в постоянном обновлении и дополнении поля квантовых исследований по ряду направлений, а компьютерная симуляция квантовых физических явлений и особенностей слабо освещена в мире.

Ключевые слова: квантовый алгоритм, квантовый бит, модель квантового вычислителя, квантовая схема, запутанность, квантовая схема, регистр, квантовое распознавание, гейт, параллелизм, интерференция, квантовый компьютер

01.04.02 -Теоретическая физика , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)