决策中采用量化活性成分的可解释人工智能新方法

人工智能系统在分类任务上已展现出良好成效,但可解释性缺失仍是一个严峻挑战,尤其在医疗和金融等高风险领域,理解模型决策过程至关重要。该研究团队提出了一种基于量子玻尔兹曼机(QBM)与经典玻尔兹曼机(CBM)对比研究的新型可解释框架,通过将量子计算原理融入经典机器学习来增强决策透明度。具体方案采用经主成分分析(PCA)预处理后的二值化降维MNIST数据集训练两种模型:QBM采用具有强纠缠层的量子-经典混合电路以获取更丰富的潜在表征,CBM则作为使用对比散度的经典基线模型。在可解释性方面,研究人员分别采用基于梯度的显著性图(QBM)和SHAP值(CBM)评估特征贡献度。实验表明,QBM在分类准确率(83.5% vs 54%)和熵值量化的特征集中度(1.27 vs 1.39)上均优于CBM,不仅能提供更精准预测,还能更清晰地识别模型决策背后的“有效成分”——即关键特征。这项研究证实,量子-经典混合模型能同步提升准确率与可解释性,为构建更可信、更透明的AI系统提供了新思路。
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提交arXiv: 2026-01-13 17:06

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