Recent quantum vision models-quantum vision transformers and quantum convolutional networks-report two striking but unexplained empirical phenomena: (i) ansatze with more, or more uniformly distributed, entanglement generalize better, and (ii) injecting quantum noise can improve test accuracy rather than degrade it. These observations are currently treated as curiosities, discovered by grid search and explained, if at all, by hand. We show that both are manifestations of a single, measurable quantity: the \emph{effective dimension} $d_{\rm eff}$ of the (noise-shaped) quantum feature kernel. Working primarily with quantum-kernel vision models-a quantum feature map read out by a kernel classifier-we give a spectral account in which entanglement structure and quantum noise are two knobs that move $d_{\rm eff}$; in an overfitting regime, contracting $d_{\rm eff}$ acts as ridge-like regularization. We analyze the mechanism: an \emph{exact} decomposition of the depolarized kernel $K_p=(1-p)^2K+\tfrac{p(2-p)}{D}\mathbf{1}\mathbf{1}^\top$ with $d_{\rm eff}(K_p)\to1$, a contraction result (and its boundary) for amplitude damping, a kernel-machine capacity bound, and a capacity/alignment risk decomposition; the monotone contraction operative in our entangled experiments is verified empirically, not proven in general. Along the one-parameter depolarizing family the collapse is instead exact by construction; we use it only to confirm the kernel decomposition to machine precision and at up to $12$ qubits, not as evidence for $d_{\rm eff}$. Amplitude damping contracts $d_{\rm eff}$ and lifts test accuracy by up to $+13\%$ along an inverted-U sweet spot; the effect's sign flips between the over- and under-fitting regimes; noise injection matches an explicit spectral-filtering frontier. Our results organize two reported anecdotes into a single measurable principle for designing quantum-vision models.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

AAAI 2024 | GCIL:因果视角下的图对比不变学习
专知会员服务
20+阅读 · 2024年3月5日
必读的7篇IJCAI 2019【图神经网络(GNN)】相关论文-Part2
专知会员服务
62+阅读 · 2020年1月10日
八篇 ICCV 2019 【图神经网络(GNN)+CV】相关论文
专知会员服务
30+阅读 · 2020年1月10日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
7+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
14+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
13+阅读 · 8月8日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2013年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员