이미지 도메인 인식 양자 회로로 구현한 차세대 QML

초록

본 논문은 이미지의 공간적 인접성을 활용한 비중첩 DCT‑스타일 지그재그 윈도우와 하드웨어 친화적인 인접 ECR 얽힘을 결합한 Domain‑Aware Quantum Circuit(DAQC)을 제안한다. 인코딩‑얽힘‑학습 사이클을 교차 적용해 얕은 깊이에서도 효과적인 수용 영역을 확보하고, 지역적 비용함수와 엔트로피 손실을 이용해 barren‑plateau 현상을 완화한다. MNIST·FashionMNIST·PneumoniaMNIST 데이터셋을 실제 양자 하드웨어에서 평가했을 때, ResNet·DenseNet·EfficientNet 등 강력한 클래식 베이스라인과 경쟁하거나 이를 능가하는 성능을 달성하였다.

상세 분석

DAQC는 이미지 도메인 지식을 회로 설계에 직접 삽입한다는 점에서 기존의 데이터‑불감 파라미터화 양자 회로(PQC)와 차별화된다. 먼저 입력 이미지를 적응형 평균 풀링으로 N×M 그리드로 축소하고, p×q 패치마다 DCT‑스타일 지그재그 순회를 적용해 인접 픽셀을 순차적으로 인코딩한다. 각 픽셀 값은