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摘要:本发明公开了一种量子迁移学习方法,包括以下步骤:(1)获取FlowersRecognition花卉识别数据集和Animal‑10动物‑10数据集的数据并进行预处理;(2)构建ResNet18量子迁移学习模型和ResNet34量子迁移学习模型即在ResNet18网络和ResNet34网络中分别引入量子卷积神经网络模块;(3)分别对ResNet18量子迁移学习模型和ResNet34量子迁移学习模型进行训练,并与原有ResNet18和ResNet34模型进行对比;本发明将量子计算与迁移学习相融合,使得量子迁移学习模型能够取得比经典模型更好的性能或者速度。
主权项:1.一种量子迁移学习方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)获取FlowersRecognition花卉识别数据集和Animal-10动物-10数据集的数据并进行预处理;具体如下:将数据的尺寸放大为256×256像素,使用中心裁剪的方式将其尺寸裁剪为224×224,最后进行标准化,预处理的图像尺寸为224×224×3像素,使得输入图像符合ResNet网络的标准输入格式;(2)构建ResNet18量子迁移学习模型和ResNet34量子迁移学习模型即在ResNet18网络和ResNet34网络中分别引入量子卷积神经网络模块;具体如下:首先,删除ResNet18网络和ResNet34网络中最后的平均池化层,全连接层,然后在ResNet18网络和ResNet34网络后添加卷积层即量子卷积神经网络模块;其中,量子卷积神经网络模块由8个结构相同的量子卷积层电路组成,用于得到通道数为8的卷积特征图;其中,量子卷积层电路由6个量子逻辑门组合结构组成;将滑动窗口固定为2×2,则特征图的通道数为16;量子逻辑门具体如下:设初始输入6个量子比特状态为: ;其中,Ψ0、Ψ1、Ψ2、Ψ3、Ψ4、Ψ5分别表示量子比特;则量子逻辑门公式如下: ;其中,表示量子逻辑门,I表示单位矩阵,、表示分别表示两个U3门,;θ7、θ8、θ9均表示控制布洛赫球上的旋转角度;CNOT0表示CNOT门;Ry表示Ry门;Rz表示Rz门;在量子电路中从右向左表示电路的方向,两个量子比特首先经过U3门,两个U3门的乘积计算用如下公式表示: ;其中,θ1,,λ3、θ4,,λ6分别表示控制布洛赫球上的旋转角度;矩阵表达为: ;任意单量子比特门分解为若干基础旋转门的组合,根据U3门矩阵表达式将转化为Ry和Rz门的组合,即: ;由于前五个量子逻辑门组合结构的参数是相同的,因此量子卷积层电路运算矩阵表达公式如下: ;其中,表示量子逻辑门,表示前五个量子逻辑门组合;表示第六个量子逻辑门;当六个量子逻辑门组合结构的运算结束后,则量子卷积层电路此时的状态为: ;(3)分别对ResNet18量子迁移学习模型和ResNet34量子迁移学习模型进行训练,并与原有ResNet18和ResNet34模型进行对比。
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百度查询: 南京信息工程大学 一种量子迁移学习方法
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