MODULE / 02 · QUANTUM MACHINE LEARNING

ArcQML
量子机器学习框架

连接参数化量子线路、状态模拟、自动微分与经典优化器,为量子神经网络的构建、训练和验证提供统一执行流程。

ArcQML量子与经典训练闭环
输入 x 编码到参数化量子线路,测量后计算损失 L;自动微分计算梯度,经典优化器沿绿色回路更新参数 θ。
从量子线路到可训练模型编码输入 x、执行线路 θ、计算损失 L,再通过梯度更新参数。
核心能力
Automatic Differentiation
实验负载
Quantum Neural Network
对比维度
Training / Validation

FRAMEWORK / 01

连接量子线路
与经典训练流程

框架以统一接口组织数据编码、参数化量子线路、梯度计算和参数更新,并为不同量子机器学习后端保留一致的实验入口。

  1. 01数据与参数输入

    准备训练样本、线路结构与可训练参数。

  2. 02参数化线路执行

    在目标模拟后端完成量子态演化与测量。

  3. 03梯度计算

    连接损失函数与自动微分流程,生成参数梯度。

  4. 04经典参数更新

    由优化器迭代参数并进入下一轮训练。

WORKFLOW / 02

训练与验证
共享统一执行后端

训练阶段关注完整迭代开销,验证阶段关注固定参数下的执行效率。两组结果共同反映框架在不同线路深度与线程配置下的表现。

01 / TRAIN训练阶段

重复执行前向计算、损失评估、梯度计算和参数更新。

02 / VALIDATE验证阶段

使用训练后的参数执行模型,比较不同框架的验证总时间。

03 / SCALE双维度评测

分别固定电路层数或线程数,观察并行扩展与线路规模带来的影响。

RESULTS / 03 · QNN OVERVIEW

QNN 综合
性能总览

以 ArcQML 的运行时间为基准(1),对比不同框架完成相同 QNN 任务的相对耗时。柱状图采用对数刻度,数值越小,代表运行时间越短。

RESULTS / 04 · QNN BENCHMARK

QNN 训练与验证
性能结果

固定电路层数,横轴改变线程数量,观察不同框架的并行扩展表现。

RESULTS / 05 · VQE OVERVIEW

VQE 综合
性能总览

以 ArcQML 的时间和峰值内存为基准(均为 1),对比不同框架执行 VQE 的综合开销。横轴为相对时间,纵轴为相对峰值内存;越靠近左下方,时间与内存开销越低。

RESULTS / 06 · VQE DETAILS

VQE 时间与内存
详细结果

固定 VQE 电路层数,横轴改变量子比特数量,对比不同框架的时间与峰值内存开销。