在图像重建/生成任务中确定性及概率性自编码器中的量子隐式神经表征实现
该研究团队提出了一种基于量子隐式神经表示(QINR)的自动编码器(AE)和变分自动编码器(VAE),用于图像重建与生成任务。研究旨在证明QINR在VAE和AE中能将潜在空间信息转化为具有高度丰富性、周期性和高频特征的数据,并表明QINR-VAE在图像生成中比各类量子生成对抗网络(QGAN)模型更稳定,因其能解决生成多样性不足的问题。这种量子-经典混合模型由经典卷积神经网络(CNN)编码器与基于量子的QINR解码器构成。 在训练过程中,研究人员采用对数二元交叉熵(BCEWithLogits)作为QINR-AE/VAE的重建损失函数。针对QINR-VAE,额外引入Kullback-Leibler散度进行潜在空间正则化,并采用beta/容量调度策略以防止后验坍塌。团队还提出数据重上传中的可学习角度缩放机制来解决优化挑战。通过在MNIST、E-MNIST和Fashion-MNIST数据集上的测试表明:相较于现有生成模型,QINR-VAE结构能以少量数据生成更多样化的图像,且生成和重建的图像具有清晰的边界与细节特征。 最终研究发现,在AE/VAE框架中加入基于QINR的量子层,能够在参数受限条件下显著提升图像重建与生成的性能。
量科快讯
1 天前
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