대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider)는 양자 기계 학습을 개척했습니다.

대형강입자가속기(LHC)는 3년간의 유지보수를 거쳐 2022년 봄에 재출시됐다.

유지 관리 및 현대화.발사 직후 과학자들은 LHC에서 달성한 에너지 기록을 발표했습니다. 데이터 흐름의 상당한 증가를 최대한 활용하기 위해 연구원들은 양자 기계 학습을 사용하여 처음으로 제트를 분석하고 있습니다.

양자 기계 학습 방법은 이미입자 물리학에서 사건을 분류하고 입자 궤도를 재구성하는 문제를 해결하는 데 사용되었지만 팀은 처음으로 강입자 제트의 전하를 식별하는 데 사용했습니다. 이를 위해 과학자들은 두 가지 다른 양자 체계를 기반으로 한 변형 양자 분류기를 개발했습니다.

물리학자들은 양자 시뮬레이터를 사용하여새로운 방법과 현재 사용되는 심층 신경망의 효과를 비교합니다. 양자회로는 여전히 성능이 약간 떨어지지만 그 차이는 크지 않은 것으로 밝혀졌다.

다양한 알고리즘의 성능제트의 횡방향 운동량에 따라 DNN - 전통적인 딥러닝, Angle Emb. 및 진폭 Amb. — 양자 회로. 이미지: Alessio Gianelle et al., Journal of High Energy Physics

동시에 양자를 이용한 새로운 방법네트워크는 더 적은 이벤트로 최적의 성능을 달성합니다. 이는 LHC에서 수신한 방대한 데이터 스트림을 처리하기 위한 리소스 사용을 줄이는 데 도움이 됩니다. 동시에 많은 수의 기능을 사용할 때 딥 머신 러닝은 여전히 ​​양자 알고리즘을 능가합니다. 과학자들은 더 효율적인 양자 하드웨어를 사용할 수 있게 되면 이것이 바뀔 것이라고 믿습니다.

연구원들은 또한 양자알고리즘을 통해 함수 간의 상관 관계를 연구할 수 있습니다. 이것은 제트 구성 요소의 상관 관계에 대한 정보를 추출하는 데 필요합니다. 따라서 양자 분석은 강입자 제트의 풍미 식별을 향상시킬 것입니다.

지금까지 양자 머신 러닝 사용초기 단계에 있다고 저자들은 말합니다. 물리학자들이 양자 컴퓨팅에 대한 경험을 얻음에 따라 하드웨어 및 컴퓨팅 기술의 급격한 개선이 예상되어야 합니다.

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