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使用绝热演化量子退火算法求解矩阵

绝热演化与量子退火 绝热演化过程可以这么理解,在求解一个已知哈密顿矩阵 H_1 的态时,先制备一个容易计算出态的哈密顿矩阵 H_0 所对应的物理系统,并使得该物理系统出于对应的态 \left...根据绝热近似,如果我们设计一条准静态的演化路径,使得系统哈密顿矩阵从 H_0 逐渐演化到 H_1 ,此时可以测量的系统状态正对应一个 H_1 的态。...这就相当于,我们利用一个物理系统的绝热演化过程,完成了一个矩阵态问题的求解。...由于组合优化的求解过程是自洽的,因此可以根据前后两不同温度所对应的能量值来判断是否需要继续演化,这使得量子退火机可以在既定的时间内找到一个极优解。...只要steps足够大,也就是绝热演化的时间足够长时,就可以演化到最终需要求解态上。

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【机器学习】六、概率图模型

蒙特卡洛采样是一种随机模拟方法,核心是求解x的概率分布p(x),以及如何基于概率分布去采集n个样本点。...马尔可夫链是一种时间和状态都是离散的随机变量序列,它由状态空间和转移矩阵定义,通常情况我们研究马尔可夫链(未来状态的条件概率分布仅依赖于现在状态)。 平稳分布就是表示在某一个时刻后,分布不再改变。...(GMM) : 如果单个隐变量变成序列的隐变量,就得到了动态空间模型(Dynamic Model): 引⼊马尔科夫假设和观测独立假设就有隐马尔科夫模型(HMM),卡尔曼滤波和粒子滤波....为了打破观测独立性,引⼊了⼀种最大熵马尔科夫模型(MEMM),它把最大熵原理与隐马尔科夫模型结合: 为了克服 MEMM 中的局域问题,⼜引⼊了条件随机场(CRF),CRF 是⼀个⽆向图,其中,破坏了⻬...最后,我们很久前介绍过了贝叶斯线性回归和高斯过程回归(GPR),它也可以看成概率图模型,我们是专门为了介绍一种调参方法而提前介绍这两个模型——贝叶斯优化(BOA),它可以在无法确定函数表达式的前提下,找到函数的最值点

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对NP问题的一点感想

确定性机器在每一时刻都在执行一条指令。根据这条指令,机器在去执行某条接下来的指令,这是唯一确定的。而一台非确定性机器对其后的步骤是有选择的。...再进一步假设 P1多项式地归约成 P2,使得我们可以通过 P2求解 P1只多耗费了多项式时间。由于 P1是NP-完全的,NP中的每一个问题都可以归约成 P1。...为了证明它是NP-完全的,我们可以多项式地将哈密尔顿圈问题归约为巡回售货员问题。为此,构造出一个新图G’ , G’ 和G有相同的顶点。...这个问题把一个布尔表达式作为输入并提问该表达式对各变量的一赋值取值true。 可满足性问题当然属于NP,因为容易计算一个布尔表达式的值并检查结果是否为真(true)。...这些NP-完全问题相当广泛,包括来自操作系统、数据、运筹学、逻辑学等,特别是图论等领域。

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在TensorFlow中对比两大生成模型:VAE与GAN

而在变分自编码器的情况中,我们希望向量遵循特定的分布,通常是单位高斯分布(unit Gaussian distribution),使下列损失得到优化: ?...p(z′)∼N(0,I) 中 I 指单位矩阵(identity matrx),q(z∣X) 是向量的分布,其中 ? 。 ? 和 ? 由神经网络来计算。...由于损失函数中还有其他项,因此存在模型生成图像的精度和向量的分布与单位高斯分布的接近程度之间存在权衡(trade-off)。这两部分由两个超参数λ_1 和λ_2 来控制。...判别器用于对「真」图像和「伪」图像进行分类,生成器从随机噪声中生成图像(随机噪声通常叫作向量或代码,该噪声通常从均匀分布(uniform distribution)或高斯分布中获取)。...第 2 迭代 ? 第 3 迭代 ? 第 4 迭代 ? 第 100 迭代 ? VAE(125)和 GAN(368)训练的最终结果 ?

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在TensorFlow中对比两大生成模型:VAE与GAN(附测试代码)

从数学上来讲,让 X 作为编码器的输入,z 作为向量,X′作为解码器的输出。 图 1 是 VAE 的可视化图。 这与标准自编码器有何不同?关键区别在于我们对本向量的约束。...如果是标准自编码器,那么我们主要关注重建损失(reconstruction loss),即: 而在变分自编码器的情况中,我们希望向量遵循特定的分布,通常是单位高斯分布(unit Gaussian distribution...由于损失函数中还有其他项,因此存在模型生成图像的精度,同向量的分布与单位高斯分布的接近程度之间存在权衡(trade-off)。这两部分由两个超参数λ_1 和λ_2 来控制。...判别器用于对「真」图像和「伪」图像进行分类,生成器从随机噪声中生成图像(随机噪声通常叫作向量或代码,该噪声通常从均匀分布(uniform distribution)或高斯分布中获取)。...训练 GAN 的难点 训练 GAN 时我们会遇到一些挑战,我认为其中最大的挑战在于向量/代码的采样。代码只是从先验分布中对本变量的噪声采样。

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地统计基本概念:克里格插值、平稳假设、变异函数、基台、线性无偏最优等

为了提高研究结论的精度,我们亦总是希望能够获取研究区域内更多、更全面的精确空间属性数据信息。...3.3 假设   假设(Intrinsic Hypothesis)又称内蕴假设,其与变异函数有关。...同样的,上述假设亦是针对整个研究区域范围而言。若区域化变量仅仅在整个研究区域内的某个有限区域中满足上述条件,则称此区域化变量满足准假设(Quasi Intrinsic Hypothesis)。...与准二阶平稳性假设类似,准假设亦可视作一种折中方案,其同样既考虑到了假设对应范围的大小,又顾及到了有效数据的数量。   此外,假设是地统计学中对随机函数的基本假设。...3.4 不同假设对比   结合上述二阶平稳性假设与假设相关原理,可以看到两种假设的讨论对象具有一定区别:二阶平稳性假设更多是讨论某一特定研究区域内区域化变量自身【即Z(x)】的特征,而假设则是研究区域化变量所对应增量

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下(应用篇)| 量子计算加速蛋白质折叠

实施原理 将蛋白质折叠中氨基酸的数量与量子计算机中的量子比特数对应上,然后用这些量子比特的哈密顿量的态演化过程来模拟蛋白质折叠过程,这是一个类比过程,当量子从基态演变为一个稳定的态时,我们认为蛋白质折叠也达到了一个稳定状态...,Qin)代表纠缠态的下的能量项,Hgc是几何约束下的哈密顿量(控制一级序列的生长而无分岔的氨基酸初级序列的生长),Hch是手性约束下的哈密顿量(为系统强制执行正确的立体化学),Hin是系统的相互作用能量项...也就是说,最小化目标函数的条件是:Egrd≈O(θ*),其中Egrd是蛋白质折叠损耗的最小能量,O(θ*)是迭代后所有量子处于态的能量,θ*是量子处于态的θ,如下图: 图五:公式 因此,角度θ...的优化是使用变分量子求解器(VQE)算法执行。...3.2 对哈密顿量求解 我们用CVaR-VQE对每一个肽珠间的哈密顿量进行求解,得到哈密顿量的值(肽珠序列一开始时被设定为WHLGEL)。

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基于消失点的相机自标定(1)

两个类似的工作提出了一种利用从包含两个vp的多幅图像中获得的calibration sphere来寻找参数的方法。...作者解释了用于提取校准矩阵的绝对二曲线图像与calibration sphere之间的关系。 这里我们知道射影变换由坐标的非奇异线性变换组成: ?...考虑到无穷远处点与平移向量相乘的影响,我们得到: ? 使用相机矩阵K,旋转矩阵R可以写成 ? 利用旋转矩阵的正交性,并将其应用于前两列,我们得到 ? 那么焦距可以计算如下 ?...为了计算它们,可以通过分离比例因子λi并使用无穷远处的点与平移向量相乘来重新排列方程: ? 将两边的方程乘以(KR)T,并考虑旋转矩阵的正交性约束,得到: ? 这里定义Q矩阵为 ?...这一步是为了增加高斯噪声水平而反复进行的。为了获得尽可能接近每个方法的典型行为的结果,已经进行了50迭代。通过计算图像、内参数和外参数三种输出的误差,测量了噪声对标定模型的影响。

3.6K21

什么是高斯混合模型

作者:Oscar Contreras Carrasco 翻译:老 图书推荐:《数据准备和特征工程》 ? ---- 机器学习可以分为两个主要领域:有监督学习和无监督学习。...我们可以看到,有一个对数影响了第二求和。计算这个表达式的导数,然后求解参数,这是非常困难的! 怎么办?需要用迭代的方法来估计参数。还记得在已知x的情况下,如何找出z的概率吗?...利用这个结果,我们可以求解出π: ? 同样,如果我们将Q与μ和∑相区别,让导数等于零,然后利用我们定义的对数似然方程(2)求解参数,我们得到: ? 就是这样!...接下来,我们将看到我所提供的Jupyter笔记的部分内容,这样你就可以看到GMMs在Python中的工作实现。...在Python中的实现 补充说明:在https://bit.ly/2MpiZp4可以看到作为Jupyter笔记的完整的实现。 我在这个练习中使用了Iris数据集,主要是为了简单和快速的训练。

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SFM原理简介「建议收藏」

s x = K [ R X + T ] sx=K\begin{bmatrix} RX + T \end{bmatrix} sx=K[RX+T​] 其中RX+T 即为P在相机坐标系下的坐标,使用坐标改写上式为...极线约束与矩阵 假设在世界坐标系中有一点p,坐标为X,它在1相机中的像为 x 1 x_1 x1​,在2相机中的像为 x 2 x_2 x2​(注意 x 1 x_1 x1​和 x 2 x_2 x2​为坐标...本质矩阵估计E 矩阵有7个独立参数 估计出本质矩阵的目的是为了对之前求得的匹配进行约束,得到的匹配成为几何一致匹配,不同图像上的几何一致匹配形成了一个TRACK(其实就是一个空间点在不同的图像上的投影点之间的匹配...猜想: 最简单的想法,就是沿用双目重建的方法,即在第三幅图像和第一幅图像之间提取特征点,然后估计矩阵E。那么加入第四幅、第五幅,乃至更多呢?...算法: 光束法平差(Bundle Adjustment) BA本质上是一个非线性优化算法 简单稀疏光束调整(SSBA) Ceres Solver Google的一个开源项目,用来求解非线性最小二问题的

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泛化性的危机!LeCun发文质疑:测试集和训练集永远没关系

维度即在降维或者压缩数据过程中,为了让你的数据特征最大程度的保持,你最低限度需要保留哪些features,它同时也告诉了我们可以把数据压缩到什么样的程度,所以你需要了解哪些 feature 对你的数据集影响是最大的...在描述新样本处于内插区域的概率演变时,上图给出了在对数尺度上看到的不断增加的数据集大小,以及基于对500000试验的蒙特卡罗估计的各种环境空间维度(d),左侧图为从高斯密度N(0, Id)中采样数据,...中间图从具有1的维数的非线性连续流形采样数据,右图从高斯密度恒定维数4的仿射子空间中采样数据,而环境维数增加。...在所有情况下,该数据集的维度均为1,流形是连续的、非线性的、分段光滑的,对应于单纯形的遍历。 因此可以得出结论,为了增加处于内插区域的概率,应该控制d, 而不是控制流形基础维度和环境空间维度。...为了明确地了解所用的降维技术是否保留了内插或外推信息时,研究人员创建了一个数据,该数据由d=8,12的d维超立方体的2d顶点组成。 这些数据集具有特定性,即任何样本相对于其他样本都处于外推状态。

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八家信试点机构竟然全部out,央行到底想要一个怎样的市场格局?

过去我们看到,阿里为了自己的社交梦,生生搞出利用信用评分把支付宝变成“支付鸨”的闹剧;也看到了腾讯不顾一切企图借用信业务,进军久攻不下的电商业务,但目前为止也是落得个四不像的下场。...每个维度的数据价值是不可等量观的,比如一个房产数据记录的价值,可能要远比淘宝上一万条消费记录更有意义。...截止2016年9月,央行个人系统共有2927家机构接入,其中4.12亿人有信贷记录,这也就意味着全国有9亿多人没有信贷记录。...从长远来看,中国国内生产总值超过美国几乎是没有悬念的,按照比例原则,中国信市场也至少要在3000亿元人民币左右。 据中银国际证券推算,未来5-10年个人信用信息数据的平均查询次数将超过20亿。...16年,央行曾大力整顿过一企业信机构,3天内注销了 望洲信、华夏信融及博昌信三家企业,理由都是:“连续六个月以上未实质开展信相关业务”。

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敲开图灵之门:CS 大四学生长文畅谈量子计算机的「前世、今生、未来」

就量子计算机而言,纠缠和叠加使我们能够在单操作中同时计算多个量子比特的信息。本质上,这种计算模型允许我们探索不同的路径,并同时执行数学运算。 这是量子计算机提供的关键优势。...为了成倍增强计算能力,我们只需要在电路中增加一个量子比特。这一发现促成了「量子算法」的发展,该算法利用量子计算机提供的并行性,在某些问题上获得了相比最优经典求解的指数级加速。 ?...传统上,获得基态需要从粒子状态的向量中计算最小的值,这些向量由称为哈密顿量(Hamiltonian)的矩阵表示。对于小系统来说,经典计算机在求解时不会遇到太大的困难。...变分量子求解器(VQE)使用经典算法和量子算法来估计哈密顿量的最小本值。简单地说,它的量子部分被称为 ansatz,用于智能地搜索粒子所有可能的状态空间。...同样地,量子计算机可以在 N 个数据点执行傅里叶变换,对稀疏 N*N 矩阵反演,并找到在时间上与 log (N)中多项式成正比的值和向量。

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若通过验证可颠覆美国后量子密码设计,清华陈一镭预印论文破解格密码

量子计算机是否有望能破解 Lattice Problems 以及 LWE?虽然这一问题长期以来受到关注,但鲜有实质性进展。...为了开发求解 LWE 的量子算法,这篇论文主要引入了两种新技术: 首先,陈一镭在量子算法的设计中引入了具有复杂方差的高斯函数,特别是利用了复高斯函数离散傅里叶变换中的卡斯特波特征。...利用这些技术,陈一镭将 LWE 实例转换为具有纯虚高斯振幅的量子态,然后将纯虚高斯态转换为 LWE 秘密和误差项的经典线性方程,最后利用高斯消元法求解线性方程组。...设: 参数选择 小节将介绍更多量子算法中使用的参数。设 D ∈ N + 为缩放参数。...在第 8 步中,作者首先执行操作,然后进行部分测量,最后将这四操作反转(将确保这四操作是可逆的)。目标是提取 v′_1 mod D^2_p1,最终返回到 |φ_7⟩。

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Bellhop 从入门到上手

执行结果如下: 下图从左至右依次为 声速剖面,声线轨迹,声线。...六、绘制声线 BELLHOP 也能生成本声线绘图,用以展示仅仅只连接声源到接收器的声线。只需将“运行类型(RunType)” 更改为“E”,即可完成此任务。...声线数设置得越多,声线就计算得越准确。当然,运行时间也相应地递增。 我们通常只用一个声源和一个接收器来执行声线计算。否则,得到的声线图会很凌乱。...3、第二步:绘制声线 声线用 plotray 命令绘制: figure plotray( 'MunkB_eigenray' ) 总结 以上就是全部内容,本文仅仅简单介绍了 bellhop 的简单使用...,对绘制声速剖面、声线轨迹和声线进行了讲解,后面会继续深入学习研究并分享。

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内点法初探——线性规划标准形式下的求解思路

代入可得(为了方便,我们用t乘目标函数考虑等价问题) 在上述目标中引入Lagrange乘子构建对偶问题有: 对应的KKT条件为 利用Newton Step可以有 整理可得 其中 ....: 根据 求解 step3: 根据 求解 step4: 更新 step5: 判断 是否成立,若成立,则退出循环,输出 ,否则执行step6 step6: 更新...,执行step2 原对偶内点法(Primal-dual interior-point method) 原对偶内点法对应的KKT条件与Barrier method方法类似: 稍微整理一下可得 利用Newton...step4: 计算 ,判断 且 ,退出循环,同时输出 ,否则重复step2 内点法(Homogeneous interior-point method) 这里主要介绍Mosek...原问题的对偶问题可以表示为 原问题的最优性条件表示为 原问题和对偶问题的对偶间隔为 引入两个非负变量 ,化简模型得到HLF模型 显然,0解是一个合理但是没什么用的解。

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量子线性系统算法及实践——以Cirq为例

量子线性系统算法(QLSA)可以用于矩阵求逆,求解特征值、线性回归、插值与拟合等,被广泛应用于量子机器学习等算法中,可以指数级提升求解效率。...一般求解线性方程组的问题时会给定一个系统,再寻找对于矩阵和向量的。其中,假设A是厄米矩阵。将的分别表示为量子态|x〉和|b〉后,重新缩放为单位向量即。...若假设一个幺正算符U,则该幺正算符作用在其态|u〉上会出现一个相位πφ,现在我们假设算符的值φ是未知,在已知算符U和态情况下,量子相位估计算法可以估计相位φ。...该操作将特征值λ映射到以二进制形式输入寄存器以转换系统。βλ 步骤2对每个λ执行旋转辅助量子比特为λλ。...最后该系统演变为β(λλ)λ 步骤3执行与步骤一相反的操作,此时系统表达式为β(λλ) 测量测量辅助量子比特得到βλ。

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入门 | 奇异值分解简介:从原理到基础机器学习应用

教程概览 教程分为 5 部分,依次为: 1. 奇异值分解 2. 计算奇异值分解 3. 根据 SVD 重建矩阵 4. 用于伪逆的 SVD 5....为了说明简单,我们将关注用于实数值矩阵的 SVD,而会忽略复数矩阵的情况。 ?...伪逆提供了一种求解线性回归方程的方法,尤其是当行数多于列数时,而这也是很常见的情况。 NumPy 提供了函数 pinv() 来计算矩形矩阵的伪逆。...为了做到这一点,我们可以在原来的数据上执行 SVD 操作并选择 Sigma 中前 k 个最大的奇异值。这些列可以从 Sigma 中选择得到,行可以从 V^T 中选择得到。...由于所涉及的计算的性质以及所用的基础和方法的差异,可以预见在符号方面会存在一些不稳定性。只要对该变换进行训练以便复用,这种不稳定性在实践中应该不成问题。 ?

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【人工智能 | 知识表示方法】状态空间法 & 语义网络,良好的知识表示是解题的关键!(笔记总结系列)

问题归约法(Problem Reduction) 问题归约法是一种将复杂问题转化为相对简单问题的知识表示方法。在问题归约中,复杂问题被分解为一系列更小、更易解决的子问题。...问题归约法有助于简化复杂问题的求解过程,并利用已有的解决方案来解决新问题。 例如,旅行推销员问题可以使用问题归约法来解决。...当条件部分匹配时,执行相应的动作。 例如,专家系统中的规则使用产生式规则来推理和解决问题,如诊断疾病和故障排除。...神经网络(Neural Networks) 神经网络是一种模仿人脑神经系统结构和功能的知识表示方法。它通过学习从输入到输出的映射关系来表示知识。...参考: 再举一个例子 利用下图,用状态空间法规划一个最短的旅行路程:此旅程从城市 A 开始,访问其他城市不多于一,并返回 A。

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手把手教你用LDA特征选择

我们又怎么知道这个特征空间是否能很“好”地表达我们的数据呢? 在后面,我们会计算数据集的向量(成分),将其归总到一个所谓的“散布矩阵”(类间散布矩阵和类内散布矩阵)。...S−1WSB 的广义值 接下来求解矩阵 S−1WSB 的广义值问题,从而得到线性判别“器”: eig_vals, eig_vecs = np.linalg.eig(np.linalg.inv(...检查向量-值的运算 要检查该运算是否正确,看其是否满足等式: ?...PCA 和 LDA 的对比 为了与使用线性判别分析得到的特征子空间作比较,我们将使用 scikit-learn 机器学习中的 PCA 类。...注1:文中出现了线性代数术语“eigenvalue”“eigenvector”,中文教材对应有“特征值”“值”两种常见译法。为了与“feature”相区分,本文使用“”翻译。

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