量子物理
[提交于 2024年12月24日
(v1)
,最后修订 2025年4月29日 (此版本, v2)]
标题: 用于石油泄漏检测的量子贝叶斯网络
标题: Quantum Bayesian Networks for Machine Learning in Oil-Spill Detection
摘要: 量子机器学习(QML)在环境监测、医疗诊断和金融建模等多样化应用中显示出前景。 然而,其实际实施面临挑战,包括有限的量子硬件和将量子算法与经典系统集成的复杂性。 一个关键挑战是处理不平衡数据集,其中罕见事件由于数据分布偏斜而经常被错误分类。 量子贝叶斯网络(QBNs)通过增强特征提取和提高对罕见事件(如石油泄漏)的分类能力来解决这个问题。 本文介绍了一种利用QBNs的贝叶斯方法,用于对卫星衍生的不平衡数据集进行分类,区分“石油泄漏”和“非泄漏”区域。 QBNs利用概率推理和量子态制备,将量子增强整合到经典机器学习架构中。 我们的方法实现了0.99的AUC分数,证明了其在异常检测中的有效性,并推动了精确的环境监测和管理。 虽然集成提高了分类性能,但数据集特定的挑战仍需要进一步优化。
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