采用量子机器学习方法分析血细胞图像:利用平衡传播与变分量子电路检测急性髓系白血病
该论文展示了一项可行性研究,证明量子机器学习(QML)算法在现实世界医学影像任务中具有竞争力表现,尽管其运行面临严格限制。研究团队基于能量模型的均衡传播算法(EP,无需与量子系统不兼容的反向传播)和变分量子电路(VQC),通过二元分类(急性髓系白血病AML vs 健康样本)实现了血细胞显微图像的自动检测。核心发现:在AML细胞形态学数据集(18,365张专家标注图像)中,当每类仅使用50-250个样本时,量子方法在图像分辨率降至64x64像素、特征维度压缩至20维、且通过Qiskit进行经典模拟的条件下,性能仅比传统CNN低12-15%。其中EP算法达到86.4%准确率(仅落后CNN12%),而4量子比特的VQC以83.0%准确率展现出显著数据效率优势——每类仅需50个样本即可稳定保持83%性能,而CNN需要5倍数据量(250样本)才能达到98%准确率。这些结果为医疗领域的量子机器学习建立了可复现基准,验证了含噪声中等规模量子(NISQ)时代的应用可行性。
量科快讯
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