Cambridge Quantum Computing Pioneers Quantum Machine Learning Methods for Reasoning

- Quantum-assisted reasoning based on partial information demonstrates quantum machine intelligence that is accurate, flexible, and effective

Scientists at Cambridge Quantum Computing (CQC) have developed methods and demonstrated that quantum machines can learn to infer hidden information from very general probabilistic reasoning models. These methods could improve a broad range of applications, where reasoning in complex systems and quantifying uncertainty are crucial. Examples include medical diagnosis, fault-detection in mission-critical machines, or financial forecasting for investment management.

In this paper published on the pre-print repository arXiv, CQC researchers established that quantum computers can learn to deal with the uncertainty that is typical of real-world scenarios, and which humans can often handle in an intuitive way. The research team has been led by Dr. Marcello Benedetti with co-authors Brian Coyle, Dr. Michael Lubasch, and Dr. Matthias Rosenkranz, and is part of the Quantum Machine Learning division of CQC, headed by Dr. Mattia Fiorentini.

The paper implements three proofs of principle on simulators and on an IBM Q quantum computer to demonstrate quantum-assisted reasoning on:

  • inference on random instances of a textbook Bayesian network
  • inferring market regime switches in a hidden Markov model of a simulated financial time series
  • a medical diagnosis task known as the "lung cancer" problem.

The proofs of principle suggest quantum machines using highly expressive inference models could enable new applications in diverse fields. The paper draws on the fact that sampling from complex distributions is considered among the most promising ways towards a quantum advantage in machine learning with today's noisy quantum devices. This pioneering work indicates how quantum computing, even in its current early stage, is an effective tool for studying science's most ambitious questions such as the emulation of human reasoning.

Machine learning scientists across industries and quantum software and hardware developers are the groups of researchers that should benefit the most from this development in the near-term.

This Medium article accompanies the scientific paper and provides an accessible exposition of the principles behind this pioneering work, as well as descriptions of the proofs of principle implemented by the team.

With quantum devices set to improve in the coming years, this research lays the groundwork for quantum computing to be applied to probabilistic reasoning and its direct application in engineering and business-relevant problems.

In this video, Dr. Mattia Fiorentini, Head of our Quantum Machine Learning division, provides detailed insight on the project outcomes and its implications.

About Cambridge Quantum Computing

Founded in 2014 and backed by some of the world's leading quantum computing companies, CQC is a global leader in quantum software and quantum algorithms, enabling clients to achieve the most out of rapidly evolving quantum computing hardware. CQC has offices in the UK, USA and Japan. For more information, visit CQC at http://www.cambridgequantum.com and on LinkedIn. Access the tket Python module on GitHub.


ข่าวCambridge Quantum+o:c_hitวันนี้

TKET ของ Cambridge Quantum เปิดให้บริการโอเพ่นซอร์สแล้ว

ชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ควอนตัมคอมพิวติ้งประสิทธิภาพสูงชั้นนำของโลกเปิดให้ใช้ทรัพยากรโอเพ่นซอร์สเต็มรูปแบบแก่ระบบนิเวศทั่วโลก Cambridge Quantum (CQ) มีความยินดีที่จะประกาศว่า TKET (อ่านว่า "ทิกเก็ต") ชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ควอนตัมประสิทธิภาพสูงที่ไม่ขึ้นกับฮาร์ดแวร์ เวอร์ชันล่าสุด (เวอร์ชัน 0.15) เปิดให้บริการโอเพ่นซอร์สเต็มรูปแบบสำหรับทุกคนโดยไม่มีข้อจำกัดใด ๆ Ilyas Khan ซีอีโอของ CQ กล่าวว่า "เมื่อช่วงต้นปีเราประกาศว่า TKET จะพร้อมใช้แบบ "โอเพ่นแอคเซส" ก่อนที่จะเป็นโอเพ่นซอร์สเต็มรูปแบบภายในสิ้นปี 2564

Cambridge Quantum's TKET is Now Open-Sourced

World-Leading High-Performance Quantum Computing Software Development Toolkit now fully open-sourced providing resources to a global ecosystem Cambridge Quantum (CQ) is pleased to announce that the latest version (v.0.15) of TKET (pronounced "ticket"), our...

IDB Lab, Cambridge Quantum And Tec de Monterrey Develop Blockchain Resistant To Quantum Computing

The Inter-American Development Bank and its innovation laboratory, IDB Lab, together with Cambridge Quantum (CQ) and Tecnol?gico de Monterrey have identified and resolved potential threats to blockchain...

IDB Lab, Cambridge Quantum และ Tec de Monterrey พัฒนาบล็อกเชนที่ป้องกันภัยคุกคามจากควอนตัมคอมพิวติ้งได้

Inter-American Development Bank และห้องปฏิบัติการนวัตกรรมในเครืออย่าง IDB Lab จับมือกับ Cambridge Quantum (CQ) และ Tecnol?gico de Monterrey ในการระบุและแก้ไขภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นต่อเครือข่ายบล็อก...

อัลกอริทึมของ Cambridge Quantum แก้ปัญหาการหาค่าเหมาะสมที่สุดเชิงการจัดได้เร็วกว่าวิธีทางควอนตัมแบบเดิมอย่างมาก

อัลกอริทึมการหาค่าเหมาะสมที่สุดเชิงการจัด (combinatorial optimisation algorithm) สร้างมาตรฐานใหม่ของควอนตัมคอมพิวติ้งท่ามกล่างเศรษฐกิจยุคใหม่ ในการพัฒนาที่มีแนวโน้มจะเป็นมาตรฐาน...

Cambridge Quantum algorithm solves optimisation problems significantly faster, outperforming existing quantum methods

A novel combinatorial optimisation algorithm sets a new quantum computing standard at the heart of the modern economy In a development that is likely to set a new industry standard,...

Cambridge Quantum and Honeywell Quantum Solutions to Combine, Creating World's Leading Integrated Quantum Computing Company

Transformative combination brings together an unparalleled quantum computing technology and solutions portfolio the most comprehensive in the industry. World-class technological...

Cambridge Quantum และ Honeywell Quantum Solutions ผนึกกำลังสร้างบริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบบูรณาการชั้นนำของโลก

- การบูรณาการระดับพลิกโฉมวงการ รวมเอาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมและกลุ่มผลิตภัณฑ์โซลูชันชั้นนำของทั้ง 2 องค์กร ซึ่งมีความครอบคลุมมากที่สุดในอุตสาหกรรม - ศักยภาพด้านเทคโนโลยีระดับเวิลด์คลาส...

Cambridge Quantum พัฒนาอัลกอริทึมเพื่อเร่งการใช้วิธี Monte Carlo กับคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้แนวทางสู่การใช้ประโยชน์จากควอนตัม Cambridge Quantum Computing (CQC) ประกาศการค้นพบอัลกอริทึมใหม่ ที่เร่งความเร็วในการใช้วิธี Monte Carlo เชิงควอนตัม ซึ่งช่วยลดเวลาการใช้ประ...

Cambridge Quantum Develops Algorithm to Accelerate Monte Carlo Integration on Quantum Computers

The scientific and technical breakthrough provides a provable roadmap to quantum advantage Cambridge Quantum Computing (CQC) today announced the discovery of a new algorithm that accelerates quantum Monte...