量子奇偶表示:可学习基发现、编码器与影子部署

我们研究奇偶特征(parity features)作为一种表示方法,一旦二进制或量化输入表示以及奇偶字(parity words)固定后,就可以完全在经典层面上进行评估。这在标签依赖于高阶特征交互,或离散推理接口支持扰动鲁棒性时尤为有效。奇偶特征是对二进制输入的选定比特进行带符号乘积:一旦参与的比特已知,评估无需任何量子资源。要实现有用的奇偶表示,需要解决两个挑战。当输入是奇偶就绪(有意义的二进制字符串)时,挑战在于基发现(basis discovery):从组合搜索空间中选择有用的奇偶字。否则,挑战在于编码:构建一个二进制向量,使奇偶计算具有意义。我们采用混合量子-经典训练流程来解决这些问题:用于基发现的可学习泡利字选择、用于连续嵌入的学习投影编码(learned projection encodings),以及用于离散输入的sPQC-Parity。在三个具有5-10个量子比特的原生二进制奇偶任务上,学习到的奇偶基相比逻辑回归和支持向量基线,平均准确率提升了23.9%至41.7%。模型比较表明,改进主要来自发现正确的奇偶基,而非推理时的量子矩计算。在五个连续文本基准上,学习投影在很大程度上恢复了因降维和固定二值化引入的损失,并在CR、SST-2和SST-5上超过了完整的连续基线。在三个编码受限的离散数据集上,以PCA-bin为基线进行比较时,sPQC-Parity在蘑菇数据集上实现了94.6%的提升,在splice数据集上提升了3.0%,并在promoter数据集上与PCA-bin持平。我们还分析了二进制或量化推理下的推理鲁棒性,其中舍入操作在低于半个量化步长时能实现精确不变性。
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提交arXiv: 2026-05-11 20:28

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