KIP-Veröffentlichungen

Jahr 2021
Autor(en) Noah Leonardo Wach
Titel Data Re-Uploading on Qudits
KIP-Nummer HD-KIP 21-68
KIP-Gruppe(n) F21,P1
Dokumentart Bachelorarbeit
Abstract (de)

Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, die Möglichkeiten von Qudits im Zusammenhang mit dem Konzept des "Quantum Machine Learning" zu erforschen. Nach einer kurzen Beschreibung von Qudits folgt eine Erklärung, wie diese mit einem kollektiven Spin von Bosonen realisiert werden können. Daraufhin folgt eine Einführung in das in dieser These verwendete Machine Learning Modell, data re-uploading. Anschließend wird das Modell von Qubits auf Qudits erweitert. Hier wird kurz auf die Vor- und Nachteile der Implementation von Qudits im Gegensatz zu Qubits eingegangen. Im Folgenden wird das theoretisch eingeführte Modell simuliert und auf verschiedene Datensätze trainiert. Für einen finalen Test wird das Modell versuchen Teile des bekannten "MNIST Handwritten Digits Data Set'' zu lernen.  Zum Schluss werden die Ergebnisse diskutiert und mit einem klassischen Machine Learning Modell verglichen.


Abstract (en)

The aim of this thesis is to explore the capabilities of qudits in regard of quantum machine learning. After a general description of the dynamics of qudits, a brief explanation of how to realize qudits as a collective bosonic spin follows. Next, an introduction into the used quantum machine learning method follows, data re-uploading. The focus here lies on the realization of data re-uploading using qudits and what benefits and disadvantages this introduces. Additional to the theoretical description, the models will be simulated and trained on various data sets. The final training will be on parts of the famous "MNIST Handwritten Digits Data Set''. In the end, the results will be discussed and compared to a classical machine learning model.

bibtex
@mastersthesis{datareuploadqudit,
  author   = {Noah Leonardo Wach},
  title    = {Data Re-Uploading on Qudits},
  school   = {Universität Heidelberg},
  year     = {2021},
  type     = {Bachelorarbeit}
}
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