We demonstrate the application of a quantum feature extraction method to enhance multi-class image classification for space applications. By harnessing the dynamics of many-body spin Hamiltonians, the method generates expressive quantum features that, when combined with classical processing, lead to quantum-enhanced classification accuracy. Using a strong and well-established ResNet50 baseline, we achieved a maximum classical accuracy of 83%, which can be improved to 84% with a transfer learning approach. In contrast, applying our quantum-classical method the performance is increased to 87% accuracy, demonstrating a clear and reproducible improvement over robust classical approaches. Implemented on several of IBM's quantum processors, our hybrid quantum-classical approach delivers consistent gains of 2-3% in absolute accuracy. These results highlight the practical potential of current and near-term quantum processors in high-stakes, data-driven domains such as satellite imaging and remote sensing, while suggesting broader applicability in real-world machine learning tasks.


翻译:我们展示了一种量子特征提取方法在空间应用多类图像分类中的增强效果。通过利用多体自旋哈密顿量的动力学特性,该方法生成具有强表达能力的量子特征,结合经典处理后实现了量子增强的分类精度。基于强大且成熟的ResNet50基准模型,我们获得了83%的最高经典准确率,通过迁移学习方法可提升至84%。相比之下,应用我们的量子-经典混合方法可将性能提升至87%的准确率,这相较于稳健的经典方法展现出明确且可复现的改进。在IBM多款量子处理器上实现后,我们的混合量子-经典方法在绝对准确率上实现了2-3%的稳定提升。这些结果凸显了当前及近期量子处理器在卫星成像与遥感等高风险数据驱动领域的实用潜力,同时表明该方法在现实世界机器学习任务中具有更广泛的适用性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACMMM2024】处理医疗图像分类中类增量学习的失衡问题
专知会员服务
18+阅读 · 2024年7月21日
基于图神经网络的高光谱图像分类研究进展
专知会员服务
30+阅读 · 2023年7月23日
细粒度图像分类的深度学习方法
专知会员服务
43+阅读 · 2021年10月18日
【AAAI2023】用于图对比学习的谱特征增强
专知
20+阅读 · 2022年12月11日
专家报告 | 融合数据先验知识的智能图像增强
中国图象图形学报
16+阅读 · 2020年5月25日
学者推荐 | 深度学习与高光谱图像分类【内含PPT 福利】
中国图象图形学报
10+阅读 · 2019年12月3日
图分类相关资源大列表
专知
11+阅读 · 2019年7月18日
PlaNet 简介:用于强化学习的深度规划网络
谷歌开发者
13+阅读 · 2019年3月16日
【干货】李沐等人:CNN图像分类Trick合集(附详细代码)
GAN生成式对抗网络
58+阅读 · 2018年12月11日
干货——图像分类(下)
计算机视觉战队
14+阅读 · 2018年8月28日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
3+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
Arxiv
0+阅读 · 4月28日
Arxiv
0+阅读 · 4月28日
Arxiv
0+阅读 · 2月25日
VIP会员
最新内容
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
3+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员