Year 2019, Volume 5, Issue 1, Pages 140 - 156 2019-05-30

Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu
Simulation of Detection of Purchasing Behaviors of People Using Supervised Quantum Machine Learning Based on Continous-Variable Model

Ömer Eryılmaz [1] , İhsan Yılmaz [2]

21 35

Bu çalışmada kişilerin satın alma davranışları sürekli-değişken modele dayalı gözetimli kuantum makine öğrenmesi ile incelenmiştir. Bu bağlamda, örnek veriler bulut ortamından alınmaktadır. Bu verilerin %75’inin eğitim ve %25’inin test verisi olarak, homojen bir şekilde ayrılması sağlanmıştır. Ayrılan test verisinin eğitim işleminde kullanılmamasına, öğrenme işleminin sağlıklı gerçekleştirilmesi için dikkat edilmiştir. Sonrasında bu verilerdeki bağımsız değişkenler arasındaki uyumun sağlanması için normalizasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Böylece öğrenme işlemi için hazır hale gelen veriler,  sürekli değişken modele dayalı varyasyonel devre üzerinde gerçekleştirilen gözetimli kuantum makine öğrenme algoritmasında kullanılmıştır. Ayrıca bu veriler klasik destek vektör makine öğrenme algoritması ile de simüle edilmiştir. Hem kuantum hem de klasik makine öğrenme algoritmalarına ait çapraz tahmin matrisleri ve alıcı işletim karakteristiği (AİK) eğrileri elde edilmiştir. Son olarak veri kümesindeki test verisi haricinde örnek değerler girilerek, sonuçlar metinsel ve görsel olarak görüntülenmiştir. Elde edilen sonuçların karşılaştırılması sonucunda ise sürekli değişken modele dayalı kuantum makine öğrenmesinin daha duyarlı sonuç verdiği tespit edilmiştir. Algoritmalar ile ilgili kaynak kodlar Github’ta bulunmaktadır.

In this study, purchasing behavior of people is examined by supervised quantum machine learning based on continuous-variable model. In this context, sample data is taken from the cloud environment. These data is provided as homogenous separation as 75% training and 25% test data. Separated test data was not used in the training process, attention was paid to the healthy implementation of the learning process. Then, the normalization process was performed to ensure the consistency between the independent variables in this data. Thus, the data ready for the learning process are used in the supervised quantum machine learning algorithm performed on variational circuit based continuous variable model. In addition, these data are simulated with the classical support vector machine learning algorithm. Confusion matrices and receiver operating characteristic (ROC) curves for both quantum and classical machine learning algorithms were obtained. Finally, by entering sample values except the test data in the data set, the results are displayed textually and visually. Based on the obtained results, it was determined that quantum machine learning based on continuous variable model is more sensitive. The source codes related to algorithms are found in Github.

 

  • Braunstein S. L., Loock P., 2005. Quantum information with continuous variables. Reviews of Modern Physics, 77:513–24 577.
  • Eryılmaz Ö. and Yılmaz İ., 2019. https://github.com/omereryilmaz/master-thesis-qml.
  • Grant E., Benedetti M., Cao S., Hallam A., Lockhart J., Stojevic V., Green A. and Severini S., 2018. Hierarchical quantum classifiers. Quantum Information (2018) 4:65 from https://doi.org/10.1038/s41534-018-0116-9.
  • Izaac J., 2018a. Numerical Learning: Supervised learning from https://qmlt.readthedocs.io/en/latest/tutorials/numerical.html#supervised-learning.
  • Izaac J., 2018b. Continuous-Variable Quantum Computing: Conventions and formulas from https://strawberryfields.readthedocs.io/en/latest/conventions/gates.html.
  • Johansson R., 2015. Clarification of the pseudocode in the Pegasos paper.
  • Jordan S.,2011. Quantum Algorithm Zoo from http://math.nist.gov/quantum/zoo/.
  • Killoran N., Izaac J., Quesada N., Bergholm V., Amy M., Weedbrook C., 2018. Strawberry Fields: A Software Platform for Photonic Quantum Computing.
  • Nielsen M. A., Chuang I., 2002. Quantum computation and quantum information. AAPT.
  • Schuld M., Sinayskiy I., Petruccione F., 2014. An introduction to quantum machine learning. arXiv preprint arXiv:1409.3097.
  • Schuld M., 2018. Quantum Machine Learning Toolbox: Variational Circuits from https://qmlt.readthedocs.io/en/latest/variational.html#variational.
  • Schuld M., Bocharov A., Svore K., Wiebe N., 2018. Circuit-centric quantum classifiers. arXiv:1804.00633v1.
  • Shalev-Shwartz S., Singer Y., Srebro N., Cotter A., 2011. Pegasos: Primal estimated sub-gradient solver for SVM.
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Araştırma Makalesi
Authors

Orcid: 0000-0002-9620-7641
Author: Ömer Eryılmaz (Primary Author)
Institution: ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0001-7684-9690
Author: İhsan Yılmaz
Institution: ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Country: Turkey


Bibtex @research article { comufbed535060, journal = {Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi}, issn = {}, eissn = {2459-1580}, address = {Çanakkale Onsekiz Mart University}, year = {2019}, volume = {5}, pages = {140 - 156}, doi = {10.28979/comufbed.535060}, title = {Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu}, key = {cite}, author = {Eryılmaz, Ömer and Yılmaz, İhsan} }
APA Eryılmaz, Ö , Yılmaz, İ . (2019). Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5 (1), 140-156. DOI: 10.28979/comufbed.535060
MLA Eryılmaz, Ö , Yılmaz, İ . "Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu". Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 5 (2019): 140-156 <http://dergipark.org.tr/comufbed/issue/45518/535060>
Chicago Eryılmaz, Ö , Yılmaz, İ . "Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu". Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 5 (2019): 140-156
RIS TY - JOUR T1 - Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu AU - Ömer Eryılmaz , İhsan Yılmaz Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.28979/comufbed.535060 DO - 10.28979/comufbed.535060 T2 - Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 140 EP - 156 VL - 5 IS - 1 SN - -2459-1580 M3 - doi: 10.28979/comufbed.535060 UR - https://doi.org/10.28979/comufbed.535060 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu %A Ömer Eryılmaz , İhsan Yılmaz %T Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu %D 2019 %J Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi %P -2459-1580 %V 5 %N 1 %R doi: 10.28979/comufbed.535060 %U 10.28979/comufbed.535060
ISNAD Eryılmaz, Ömer , Yılmaz, İhsan . "Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu". Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 5 / 1 (May 2019): 140-156. https://doi.org/10.28979/comufbed.535060