Diplomová práce

Quantum-enhanced sampling for probabilistic inference in undirected graphical models

Mgr. Tomáš Babej, učo 396515
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

Zadání 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.
Práce zkontrolována:
7. 6. 2018 13:49, doc. RNDr. Jan Bouda, Ph.D., učo 3717
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
21. 6. 2018
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

doc. RNDr. Jan Bouda, Ph.D., učo 3717
KTP FI MU

Oponenti

doc. Mgr. Mário Ziman, Ph.D.
KTP FI MU
Dr. Peter Wittek
ICFO Barcelona
Autor posudku dosud neidentifikován.

  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.