We in Telegram
Add news
March 2010 April 2010 May 2010 June 2010 July 2010
August 2010
September 2010 October 2010
November 2010
December 2010
January 2011
February 2011 March 2011 April 2011 May 2011 June 2011 July 2011 August 2011 September 2011 October 2011 November 2011 December 2011 January 2012 February 2012 March 2012 April 2012 May 2012 June 2012 July 2012 August 2012 September 2012 October 2012 November 2012 December 2012 January 2013 February 2013 March 2013 April 2013 May 2013 June 2013 July 2013 August 2013 September 2013 October 2013 November 2013 December 2013 January 2014 February 2014 March 2014 April 2014 May 2014 June 2014 July 2014 August 2014 September 2014 October 2014 November 2014 December 2014 January 2015 February 2015 March 2015 April 2015 May 2015 June 2015 July 2015 August 2015 September 2015 October 2015 November 2015 December 2015 January 2016 February 2016 March 2016 April 2016 May 2016 June 2016 July 2016 August 2016 September 2016 October 2016 November 2016 December 2016 January 2017 February 2017 March 2017 April 2017 May 2017 June 2017 July 2017 August 2017 September 2017 October 2017 November 2017 December 2017 January 2018 February 2018 March 2018 April 2018 May 2018 June 2018 July 2018 August 2018 September 2018 October 2018 November 2018 December 2018 January 2019 February 2019 March 2019 April 2019 May 2019 June 2019 July 2019 August 2019 September 2019 October 2019 November 2019 December 2019 January 2020 February 2020 March 2020 April 2020 May 2020 June 2020 July 2020 August 2020 September 2020 October 2020 November 2020 December 2020 January 2021 February 2021 March 2021 April 2021 May 2021 June 2021 July 2021 August 2021 September 2021 October 2021 November 2021 December 2021 January 2022 February 2022 March 2022 April 2022 May 2022 June 2022 July 2022 August 2022 September 2022 October 2022 November 2022 December 2022 January 2023 February 2023 March 2023 April 2023 May 2023 June 2023 July 2023 August 2023 September 2023 October 2023 November 2023 December 2023 January 2024 February 2024 March 2024 April 2024
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
28
29
30
News Every Day |

Breakthrough Proof Clears Path For Quantum AI

Story 493909722

Convolutional neural networks running on quantum computers have generated significant buzz for their potential to analyze quantum data better than classical computers can. While a fundamental solvability problem known as “barren plateaus” has limited the application of these neural networks for large data sets, new research overcomes that Achilles heel with a rigorous proof that guarantees scalability. 

“The way you construct a quantum neural network can lead to a barren plateau—or not,” said Marco Cerezo, coauthor of the paper titled “Absence of Barren Plateaus in Quantum Convolutional Neural Networks,” published today by a Los Alamos National Laboratory team in Physical Review X. Cerezo is a physicist specializing in quantum computing, quantum machine learning, and quantum information at Los Alamos. “We proved the absence of barren plateaus for a special type of quantum neural network. Our work provides trainability guarantees for this architecture, meaning that one can generically train its parameters.” 

As an artificial intelligence (AI) methodology, quantum convolutional neural networks are inspired by the visual cortex. As such, they involve a series of convolutional layers, or filters, interleaved with pooling layers that reduce the dimension of the data while keeping important features of a data set.

These neural networks can be used to solve a range of problems, from image recognition to materials discovery. Overcoming barren plateaus is key to extracting the full potential of quantum computers in AI applications and demonstrating their superiority over classical computers. 

Until now, Cerezo said, researchers in quantum machine learning analyzed how to mitigate the effects of barren plateaus, but they lacked a theoretical basis for avoiding it altogether. The Los Alamos work shows how some quantum neural networks are, in fact, immune to barren plateaus.

“With this guarantee in hand, researchers will now be able to sift through quantum-computer data about quantum systems and use that information for studying material properties or discovering new materials, among other applications,” said Patrick Coles, a quantum physicist at Los Alamos and a coauthor of the paper. 

Many more applications for quantum AI algorithms will emerge, Coles thinks, as researchers use near-term quantum computers more frequently and generate more and more data—all machine learning programs are data-hungry.

Avoiding the Vanishing Gradient

“All hope of quantum speedup or advantage is lost if you have a barren plateau,” Cerezo said. 

The crux of the problem is a “vanishing gradient” in the optimization landscape.  The landscape is composed of hills and valleys, and the goal is to train the model’s parameters to find the solution by exploring the geography of the landscape. The solution usually lies at the bottom of the lowest valley, so to speak. But in a flat landscape one cannot train the parameters because it’s difficult to determine which direction to take.

That problem becomes particularly relevant when the number of data features increases. In fact, the landscape becomes exponentially flat with the feature size. Hence, in the presence of a barren plateau, the quantum neural network cannot be scaled up.

The Los Alamos team developed a novel graphical approach for analyzing the scaling within a quantum neural network and proving its trainability. 

For more than 40 years, physicists have thought quantum computers would prove useful in simulating and understanding quantum systems of particles, which choke conventional classical computers. The type of quantum convolutional neural network that the Los Alamos research has proved robust is expected to have useful applications in analyzing data from quantum simulations.

“The field of quantum machine learning is still young,” Coles said. “There’s a famous quote about lasers, when they were first discovered, that said they were a solution in search of a problem. Now lasers are used everywhere. Similarly, a number of us suspect that quantum data will become highly available, and then quantum machine learning will take off.”

For instance, research is focusing on ceramic materials as high-temperature superconductors, Coles said, which could improve frictionless transportation, such as magnetic levitation trains. But analyzing data about the material’s large number of phases, which are influenced by temperature, pressure, and impurities in these materials, and classifying the phases is a huge task that goes beyond the capabilities of classical computers. 

Using a scalable quantum neural network, a quantum computer could sift through a vast data set about the various states of a given material and correlate those states with phases to identify the optimal state for high-temperature superconducting.

Ramon Cardenas aims to cement his contender status agains Jesus Ramirez Rubio tonight

Ryan Poles Needs A Last-Minute Review Of His Quarterback Scouting Notes To Ensure Nothing Is Missed

NYU Hospital on Long Island performs miraculous surgery

Paige Spiranac puts on busty display in plunging top as she lists the ‘things that drive me crazy’

Ria.city






Read also

Julia Garner-led ‘Rosemary’s Baby’ prequel coming to Paramount+

Biden tells Howard Stern about feelings of suicide after first wife's death

‘We Were the Lucky Ones’ leading man Logan Lerman is coming for that Emmy

News, articles, comments, with a minute-by-minute update, now on Today24.pro

News Every Day

Ryan Poles Needs A Last-Minute Review Of His Quarterback Scouting Notes To Ensure Nothing Is Missed

Today24.pro — latest news 24/7. You can add your news instantly now — here


News Every Day

Ramon Cardenas aims to cement his contender status agains Jesus Ramirez Rubio tonight



Sports today


Новости тенниса
WTA

Вторая ракетка Казахстана опустилась в чемпионской гонке WTA



Спорт в России и мире
Москва

Команда подмосковного главка Росгвардии заняла призовое место на чемпионате Центрального округа по стрельбе из боевого ручного стрелкового оружия



All sports news today





Sports in Russia today

Москва

РОСГВАРДИЯ ОБЕСПЕЧИЛА ПРАВОПОРЯДОК ВО ВРЕМЯ ФУТБОЛЬНОГО МАТЧА «ЦСКА» - «СПАРТАК» В МОСКВЕ


Новости России

Game News

«Война миров: Сибирь»: что мы знаем о новой российской игре


Russian.city


WTA

Вторая ракетка Казахстана опустилась в чемпионской гонке WTA


Губернаторы России
ВДНХ

Сергей Трофимов выступит с летним концертом в Зеленом Театре ВДНХ


В кинотеатре «Москва» состоялась светская премьера нового фильма «Шпион на всю голову», в котором Кевина Спейси озвучил Гарик Харламов!

Неизвестный сообщил о бомбе в посольстве России в Бразилии

Полиция пришла с обыском в магазин кроссовок блогера Бриуса в центре Москвы

Стало известно число столкнувшихся с укусом клеща россиян


Квинтет Игоря Бутмана и певица Фантине впервые выступят на джазовом фестивале в Бахрейне

Мацуев — о дерби ЦСКА — «Спартак»: бездарное зрелище, я уснул на 15-й минуте

Концерт JONY во Владивостоке: ждут ли его горожане?

Смешарики и «Академия Эстрада Тинс» выпустили трек «Попурри»


Камбэком обернулся матч вундеркинда из России перед стартом Еленой Рыбакиной в Мадриде

Потапова обыграла Шнайдер на старте грунтового турнира WTA 1000 в Мадриде

Как Рыбакиной стать второй ракеткой мира: расклад от WTA

Мария стала соперницей Азаренко на турнире WTA в Мадриде



Шапки женские вязаные на Wildberries, 2024 — новый цвет от 392 руб. (модель 466)

Тема дня: На «Госуслугах» можно будет получить статус многодетной семьи с 2025 года

Новый транспортный хаб начали строить Казахстан, РФ и Китай

Шапки женские на Wildberries — скидки от 398 руб. (на новые оттенки)


Расплата за расточительство! ФК «Оренбург» на домашнем поле уступил ФК «Динамо» (Москва) – 1:2

«Спартак» набрал больше всех очков в играх с командами из верхней половины таблицы РПЛ

«Поборол это гнусное чувство». Актер Галкин — о своей маленькой дочке, зависти и настоящей любви

Владимир Путин поздравил ветеранов с 50-летием начала строительства Байкало-Амурской магистрали


Врач Тяжельников рассказал о допустимой порции шашлыка

Бензина на заправках становится меньше: новые цены по-настоящему удивят

Площади расторговались // Арендаторы заполнили торгцентры Москвы и Санкт-Петербурга

Армия в СВО бьется за ментальную независимость России



Путин в России и мире






Персональные новости Russian.city
Баста

"Новосибирск, бро, за всё прости": концерт Басты на "Сибирь-Арене" собрал аншлаг



News Every Day

Paige Spiranac puts on busty display in plunging top as she lists the ‘things that drive me crazy’




Friends of Today24

Музыкальные новости

Персональные новости