The escalating complexity of modern machine learning necessitates solving challenging non-convex optimization problems, particularly in high-dimensional regimes and scenarios contaminated by gross outliers. Traditional approaches, relying on convex relaxations or specialized local search heuristics, frequently succumb to suboptimal local minima and fail to recover the true underlying discrete structures. In this paper, we propose treating these non-convex challenges as a global search problem and introduce a unified framework based on Quantum-Inspired Evolutionary Optimization (QIEO). By leveraging a probabilistic representation inspired by quantum superposition, QIEO maintains a global view of the search space, enabling it to tunnel through local optima that trap conventional gradient-based and greedy solvers. We comprehensively evaluate QIEO across diverse non-convex applications, including sparse signal recovery (gene expression analysis and compressed sensing) and robust linear regression. Extensive benchmarking against state-of-the-art continuous solvers (ADAM, Differential Evolution), classical metaheuristics (Genetic Algorithms), and specialized non-convex algorithms (Iterative Hard Thresholding) demonstrates that QIEO consistently achieves superior structural fidelity, lower mean squared error, and enhanced robustness without support inflation. Our findings suggest that embracing a quantum-inspired global search provides a resilient, unified paradigm for overcoming the inherent intractability of discrete nonconvex machine learning landscapes.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习(Machine Learning)是一个研究计算学习方法的国际论坛。该杂志发表文章,报告广泛的学习方法应用于各种学习问题的实质性结果。该杂志的特色论文描述研究的问题和方法,应用研究和研究方法的问题。有关学习问题或方法的论文通过实证研究、理论分析或与心理现象的比较提供了坚实的支持。应用论文展示了如何应用学习方法来解决重要的应用问题。研究方法论文改进了机器学习的研究方法。所有的论文都以其他研究人员可以验证或复制的方式描述了支持证据。论文还详细说明了学习的组成部分,并讨论了关于知识表示和性能任务的假设。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ml/
专知会员服务
75+阅读 · 2020年12月7日
机器学习的可解释性
专知会员服务
180+阅读 · 2020年8月27日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
干货 | 可解释的机器学习
AI科技评论
20+阅读 · 2019年7月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
6+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月14日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
9+阅读 · 6月14日
相关VIP内容
专知会员服务
75+阅读 · 2020年12月7日
机器学习的可解释性
专知会员服务
180+阅读 · 2020年8月27日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
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
6+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
国家自然科学基金
12+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员