Závěrečná práce: Mgr. Tomáš Babej, učo 396515: Quantum-enhanced sampling for probabilistic inference in undirected graphical models
Diplomová práce
Quantum-enhanced sampling for probabilistic inference in undirected graphical models
Anotace
Pravdepodobnostne strojové učenie si vyžaduje efektívne odvodzovanie záverov počas trénovacej a testovacej fázy, čo je často problémom z hľadiska výkonu pri škálovaní týchto modelov. Odvodzovanie je typicky aproximované pomocou vzorkovania s využitím Monte Carlo metód, ktoré však trpia viacerými problémami. V tejto práci skúmame využitie procesu kvantového žíhania ako vzorkovača z Boltzmannovej distribúcie …více
Abstract
Probabilistic machine learning requires efficient inference in the training and test phases, which is often a computational bottleneck and thus a road block in scaling up these models. Inference is typically done approximately via sampling with Markov chain Monte Carlo methods, which suffer from various problems. We investigate the use of quantum annealing for the purpose of sampling from a Boltzmann …více
Klíčová slova
quantum-enhanced sampling probabilistic graphical models quantum annealing Boltzmann distribution Gibbs sampling quantum computing Markov networks kvantovo-vylepšené vzorkovanie pravdepodobnostné grafové modely kvantové žíhanie Boltzmannova distribúcia Gibbsov vzorkovač kvantové počítanie Markovove sieteZadání práce
Quantum annealing is a metaheuristic that is used to find the global optimum of a given an objective function. Real world implementations of quantum annealers do not provide optimal solution directly, but in fact sample from a Boltzmann distribution which minimum energy state corresponds to the optimal solution.
Sampling has become the most important application of current quantum information processing systems in machine learning over the last two years [1]. The focus has been on Boltzmann machines as a precursor to deep learning architectures, but more generic probabilistic graphical methods are worthy of attention. The general inference problem is #P-complete, hence an efficient approximate method such as quantum-enhanced sampling can give a major boost in these models. In this work, the student will investigate usage of quantum annealers (such as D-Wave 2000Q) as samplers for probabilistic graphical models, with focus on pairwise, nearest-neighbor interacting, binary Markov random field in particular and compare the efficiency of classical and quantum-enhanced sampling methods [2].
Research questions include:- Problems related to classical Markov chain Monte Carlo methods, and Gibbs sampling in particular.
- Benchmarking MCMC Gibbs sampling against hardware-based sampling.
- Robustness of spurious graph embeddings in the quality of sampling.
7. 6. 2018 13:49, doc. RNDr. Jan Bouda, Ph.D., učo 3717
- Zadáno/změněno 21. 6. 2018 16:36, Helena Kryštofová
- Záznam založen 21. 11. 2017 13:47, Jana Zemanová, učo 9619
- Zveřejnit od 21. 5. 2018 11:51, Helena Kryštofová
- Práce převzata 21. 5. 2018 11:51, Helena Kryštofová
Oponenti
KTP FI MU
ICFO Barcelona
Práce na příbuzné téma
Seznam prací, které mají shodná klíčová slova.
-
Testovanie kvantového počítača IBM
Mgr. Rudolf Maďoran -
Application of quantum computers in theoretical materials science
Mgr. Ivana Miháliková, Ph.D. -
Comparative analysis of different classical optimizers in hybrid quantum computation
Bc. Valentína Monková -
Rozšíření kvantově-mechanických výpočtů pevných látek z klasických počítačů na kvantové
Mgr. Ivana Miháliková, Ph.D. -
Výpočty pásové struktury pevných látek variačními kvantovými metodami
Mgr. Michal Krejčí, učo 484267 -
Entanglement-swapping with nonmaximally entangled states
Bc. Diana Valková -
Analýza přežití s využitím bayesovského přístupu
Mgr. Jakub Skoupý -
Bayesovske regresni modely
Mgr. Jozef Mišík




