量子支持向量机(Quantum Support Vector Machine, QSVM)是一种结合量子计算与经典支持向量机(SVM)的机器学习算法。QSVM 通过利用量子计算的特性(如量子叠加和量子干涉),加速数据处理和核函数的计算,从而在高维空间中实现更高效的分类任务。
核心思想
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支持向量机的原理:
- SVM 是一种基于决策边界的分类算法,通过找到一个超平面来最大化不同类别之间的间隔。
- 通过核函数(Kernel Function)将低维数据映射到高维特征空间,使线性不可分的数据变得线性可分。
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量子计算的优势:
- 量子核函数计算:利用量子计算机快速计算高维核矩阵,显著加速计算速度。
- 高维数据处理:量子叠加和量子纠缠可以自然地表示复杂的高维数据结构。
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QSVM 的结合:
QSVM 通过量子计算来高效计算核矩阵或执行特定优化任务(如拉格朗日乘子优化),从而加速训练过程。