Классическая оптическая нейронная сеть демонстрирует «квантовое ускорение»

08:40, Апрель 11, 2024 В последние годы технологии искусственного интеллекта, особенно алгоритмы машинного обучения, добились больших успехов. Эти технологии обеспечили беспрецедентную эффективность в таких задачах, как распознавание изображений, генерация и обработка естественного языка, а также обнаружение объектов, но такая выдающаяся функциональность требует в качестве основы значительных вычислительных мощностей. Текущие вычислительные ресурсы приближаются к своему пределу, поэтому эффективное снижение затрат на обучение моделей машинного обучения и повышение эффективности их обучения является важной проблемой в области исследований. Для решения этой проблемы большие усилия были приложены в двух направлениях исследований: оптических нейронных сетях и квантовых нейронных сетях. Оптические нейронные сети используют передовые методы оптических манипуляций для выполнения алгоритмов машинного обучения при классической оптической обработке информации. Они обладают уникальными преимуществами, такими как низкое энергопотребление, низкие перекрестные помехи и низкая задержка передачи. Однако современные оптические нейронные сети не обладают алгоритмическим ускорением, например более высокой скоростью сходимости моделей. Квантовые нейронные сети — это алгоритмы нейронных сетей, основанные на теории квантовых вычислений. Недавние исследования показали, что квантовые нейронные сети могут демонстрировать алгоритмическое ускорение благодаря квантовым корреляциям. Однако из-за технических ограничений в настоящее время сложно реализовать такие алгоритмы нейронных сетей на аппаратном обеспечении в больших масштабах, что затрудняет их применение в практических задачах, с которыми люди сталкиваются в настоящее время. В новой статье, опубликованной в журнале Light: Science & Applications, группа ученых под руководством профессора Сяндуна Чжана из Ключевой лаборатории передовой оптоэлектронной квантовой архитектуры и измерений Министерства образования; Пекинская ключевая лаборатория нанофотоники и сверхтонких оптоэлектронных систем, Школа физики, Пекинский технологический институт, Китай, и ее коллеги разработали новый тип оптической нейронной сети, которая может демонстрировать ускорение, аналогичное квантовой нейронной сети. Это интересное свойство возникает благодаря введению классических оптических корреляций в качестве носителя информации. Фактически, используя такой носитель, можно имитировать способ обработки информации, обеспечиваемый квантовыми вычислениями, что было доказано более ранними работами исследователей. Основываясь на этом свойстве, исследователи разработали операцию свертки и объединения коррелированного оптического состояния и создали коррелированную оптическую сверточную нейронную сеть. Эта оптическая нейронная сеть имеет взаимно однозначное соответствие с квантовой сверточной нейронной сетью. Он показывает ускорение процесса обучения при изучении определенных наборов данных и может применяться для определения характера квантовых состояний в соответствии с определенным принципом кодирования. Сообщаемые метод и техника откроют новые возможности для реализации алгоритмически усовершенствованных оптических нейронных сетей, которые принесут пользу обработке информации в эпоху больших данных. Базовая структура коррелированной оптической сверточной нейронной сети включает четыре части: коррелированный источник света, свертку, объединение и обнаружение. Основная обработка коррелированного оптического состояния выполняется посредством свертки и объединения. В отличие от классических сверточных нейронных сетей, эти две части коррелированной сверточной оптической нейронной сети манипулируют корреляцией оптических состояний и генерируют более простые коррелированные состояния путем объединения лучей. «Эти две части фактически выполняют операции, аналогичные квантовым воротам в квантовых сверточных нейронных сетях», — сказали ученые. «Часть свертки в нашей сети состоит из унитарных операций над коррелированным оптическим состоянием. «Это похоже на унитарные операции над гильбертовым пространством кубитов. Рассматриваемая нами часть объединения эквивалентна измерению частичных кубитов для получения субгильбертова пространства. Такая часть приводит к экспоненциальному уменьшению размерности данных. Следовательно, Функция двух частей способствует более быстрой сходимости функции потерь при обучении определенных наборов данных. «Кроме того, мы также подтверждаем сходство нашей коррелированной оптической сверточной нейронной сети с квантовой сверточной нейронной сетью, выполняя идентификацию топологической фазы квантовых состояний. Сертификация подтверждается как теоретическими, так и экспериментальными результатами. «Результаты также показывают, что свойства квантовой нейронной сети можно реализовать более доступным способом», — добавили они. «Несмотря на потенциальные преимущества квантовых нейронных сетей, их реализация на практике требует глубоких квантовых схем со множеством многокубитных вентилей и сложных измерений. Это требует значительных ресурсов для стабилизации схем и исправления ошибок, что технически сложно из-за неизбежных нарушений окружающей среды. «Потенциально лучшая альтернатива — найти систему, описываемую той же математикой, что и квантовая теория, и меньше прерываемую окружающей средой. Предложенные коррелированные оптические нейронные сети служат примером такой системы, о чем свидетельствует простота расположения элементов и низкие требования к обстоятельствам наших экспериментов. «Учитывая экспоненциальный рост данных и нехватку ресурсов для высококачественных вычислений, наш подход представляет собой экономически эффективное и высокопроизводительное решение, которое может найти широкое применение в различных областях исследований в области науки о данных»....

Читать полный текст на android-robot.com

Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Интернет и Игры

Исследовательская группа демонстрирует теоретическое квантовое ускорение с помощью алгоритма квантовой аппроксимационной оптимизации В новой статье в журнале Science Advances исследователи из JPMorgan Chase, Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) и компании Quantinuum продемонстрировали явные доказательства ускорения квантового алгоритма для алгоритма квантовой аппроксимированной оптимизац …

Наука и Технологии 08:30, Май 31, 2024 | android-robot.com

Электронная (EIS) и оптическая (OIS) стабилизация: плюсы, минусы и отличия в смартфонах Для стабилизации картинки во время съемки с телефона могут применяться разные технологии. Расскажем, в чем заключается разница между электронной и оптической стабилизацией. Почти все владельцы смартфонов используют их, чтобы делать фотографии и снимать видео, а потому выбирают устройства с …

Наука и Технологии 20:20, Май 26, 2024 | androidlime.ru

Motorola демонстрирует концептуальный телефон с ИИ Motorola демонстрирует концептуальный телефон с искусственным интеллектом, который может изгибаться вокруг вашего запястья. Motorola продемонстрировала несколько концептуальных моделей искусственного интеллекта с интересными возможностями, а также телефон, который можно сложить на запястье …

Software 17:40, Ноябрь 7, 2023 | android-robot.com

Intel демонстрирует сверхбыструю версию Thunderbolt Интерфейс обеспечивает обмен данными с периферийными устройствами на скорости 80 Гбит/с — как только что анонсированная спецификация USB4. Компания Intel последовала примеру разработчиков спецификаций USB4 с пропускной способностью 80 Гбит/с и представила на своем предприятии в Израиле про …

Наука и Технологии 18:40, Март 21, 2023 | cwr.osp.ru

Anthropic демонстрирует рекордный рост, пока другие игроки покидают рынок Anthropic, лидирующий разработчик больших языковых моделей (LLM), который ранее представил Claude 3, лучшую модель для Generative AI в мире, превосходящую GPT-4, продолжает демонстрировать рекордные темпы роста.Согласно Sacra, Anthropic уже в марте, всего через год после того, как компания …

Деньги, Forex 23:30, Март 29, 2024 | finam.ru

Что делать, если Айфон не ловит сеть Несмотря на большое количество гаджетов, которое выпускает Apple, ей все же удается делать их довольно качественными. Поэтому многие за все время использования iPhone не сталкиваются с проблемами вообще. Однако определенный процент брака все же имеется и зачастую приходится на железо. Да и …

Наука и Технологии 20:50, Май 11, 2024 | appleinsider.ru

В сеть утекли предположительные технические характеристики Surface Laptop 6 Microsoft работает над новым поколением ноутбука Surface Laptop, которое, вероятно, будет представлено осенью этого года. Впрочем, кардинальных изменений ждать не стоит — новинки перейдут на мобильные процессоры Intel 13-го поколения, что позволит немного увеличить производительность и улу …

Интернет и Игры 02:30, Май 16, 2023 | thecommunity.ru

В Курске с 1 июля начнут тестировать новую маршрутную сеть 1 июля на смену привычной системе общественного транспорта Курска придет новая. Как уверяют специалисты, более совершенная, удобная и экономически выгодная для пассажиров. Как будет происходить оплата? Сколько бесплатных пересадок можно будет сделать и куда денутся пазики? На эти и многие …

Новости 22:40, Июнь 28, 2023 | seyminfo.ru

Тимати и Антон Пинский представили обновлённую сеть Doмиno Pizza Тимати и ресторатор Антон Пинский представили свою сеть пиццерий Doмиno Pizza, которую они будут развивать вместо ушедшей с российского рынка Domino's Pizza, сообщает РИА "Новости".Журналистам Пинский рассказал, что они не покупали российскую часть бизнеса нидерландской компании DP Eurasia …

Звёзды 06:40, Август 31, 2023 | spletnik.ru

Семь автопроизводителей совместно создадут сеть зарядки электромобилей в Америке BMW, GM, Honda, Hyundai, Kia, Mercedes-Benz и Stellantis создают совместное предприятие для запуска сети зарядки электромобилей в Северной Америке, пишет The Verge.«Эти производители сегодня объявили о запланированном совместном предприятии по установке легко активируемых быстрых зарядных …

Деньги, Forex 20:20, Июль 27, 2023 | finam.ru

Крупнейшая в стране сеть киберспортивных клубов и арен Colizeum перешла на ПО от LANGAME Созданная в рамках сотрудничества двух крупнейших игроков рынка, компания COLIZEUM LANGAME Software (CLS) поставляет программное обеспечение в клубы Colizeum. В том числе, в заведения, открывающиеся сетью по франшизе. Только за 2023 год таких клубов по всей России заработало более ста, или …

Наука и Технологии 04:30, Январь 15, 2024 | digimedia.ru

Сеть билайна стала надежнее за счет шестикратного увеличения мощности дата-центра Сеть билайна стала надежнее за счет шестикратного увеличения мощности дата-центра Оператор увеличил мощность собственного центра обработки данных (ЦОД) в Ярославле в 6 раз. За 4 года билайн построил 5 новых модулей. За счет увеличения мощности ЦОДа сервисы билайна стали ещё надёжнее. Дата- …

Новости 14:20, Август 2, 2023 | progorod58.ru

Двойной навар: Полигон ТБО в Омске могли поджечь ради экономии на переработке и подорожания ЖКХ – сеть Мусорный полигон в Кировском округе пожарные и местные работники тушили всю ночь, пожар охватил территорию площадь 2 га, едкий дым массово распространялся по округе. Позже стало известно о намеренном поджоге. Соцсети уже выдали ряд версий произошедшего, среди которых преобладает саботаж с …

Происшествия 00:10, Июнь 24, 2023 | versiya.info

Личные данные ряда пользователей ChatGPT утекли в сеть после масштабного сбоя в работе ИИ МОСКВА, 25 мар - РИА Новости. Личные данные пользователей чат-бота с искусственным интеллектом (ИИ) ChatGPT утекли в сеть из-за ошибки в работе ИИ, которую позднее обнаружила компания-разработчик OpenAI.В понедельник пользователи чат-бота сообщали о масштабных сбоях в его работе. Жалобы на …

Деньги, Forex 03:30, Март 27, 2023 | finam.ru

В сеть утекли характеристики и внешний вид обновлённой консоли Xbox Series X под кодовым названием Brooklyn Благодаря антимонопольному делу FTC в отношении сделки между Microsoft и Activision Blizzard в сеть продолжают попадать внутренние документы, раскрывающие новую информацию, которая ранее являлась конфиденциальной. На этот раз утёк неотредактированный документ, посвящённый обновлённой консо …

Интернет и Игры 20:30, Сентябрь 19, 2023 | thecommunity.ru

Сеть типографий норвежского холдинга Amedia передали во временное управление Росимуществу. Холдинг планировал передать их Дмитрию Муратову Президент России Владимир Путин передал пять из шести типографий «Прайм Принт» норвежского медиахолдинга Amedia во временное управление Росимуществу. Соответствующий указ опубликован на портале правовой информации. В управление Росимущества переданы доли холдинга в типографиях в Москве, Ек …

Новости 18:50, Сентябрь 18, 2023 | meduza.io

"Сеть власти педофила". Как миллиардер Джеффри Эпштейн пытался спасти репутацию с помощью Ирины Шейк, Билла Гейтса и Вуди Аллена Скандальный финансист Джеффри Эпштейн, которого признали виновным в секс-торговле людьми и совращении несовершеннолетних, пытался налаживать связи со знаменитостями даже после того, как был заключен в тюрьму. Детали его личных переписок раскрыло издание Daily Mail.В распоряжении таблоида о …

Звёзды 15:20, Май 31, 2023 | spletnik.ru