Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

X-ışınlı Göğüs İmgelerini Kullanarak Solunum Yolu Hastalıklarının Tespitinde Kuantum Transfer Öğrenme Modelinin Rolü

Mesut Toğaçar

Published Oct 20, 2021• 3 citations

Abstract

Solunum yolu hastalıkları çeşitli kanallar vasıtasıyla insanların solunum yollarına bulaşan; virüs ve bakteri gibi mikro organizmaların neden olduğu hastalıklardır. Bu canlılar vücudun bağışıklık sistemini zayıflatarak enfeksiyon oluşmasına yol açar ve bireyde kulak, burun, boğaz, solunum borusu ve akciğer gibi organlarda çoğalabilirler. Bunun sonucunda; zatürre, Ciddi Akut Solunum Sendromu (SARS), Orta Doğu Solunum Sendromu (MERS), Korona Virüs Hastalığı (COVID-19) gibi hastalıkların oluşmasına neden olabilmektedir ve erken müdahale alınmadığı takdirde hastaların ölümüne yol açabilmektedir. Bu çalışmada Kuantum modeli, derin öğrenme modeli ile yoğrularak farklı bir öğrenme yaklaşımı önerilmiştir. Bu model çeşitli kütüphane yazılımcıları tarafından verilen destekler ile gelişimini sürdürmektedir. Çalışmada kullanılan veri seti, solunum hastalıkları ve normal X-ışınları görüntülerinden oluşmaktadır. Deney analizinde, Kuantum Transfer Öğrenme (KTÖ) modeli kullanılarak veri setinin eğitimi gerçekleştirildi ve analiz sonuçlarından elde edilen doğruluk %92,50'ydi. Sonuç olarak, kuantum öğrenme modelinin derin öğrenme modelleri gibi umut verici sonuçlar verdiği bu çalışmada gözlemlendi.

DOI: 10.29130/dubited.903358

Related papers

Akciğer Röntgen Görüntülerinden Covid-19 ve Zatürre Hastalığının Kuantum Evrişimli Sinir Ağları Yöntemi ile Tahmini

Seçmen Şahin, Güneş Harman

Kuantum Evrişimli Sinir Ağları (QCNN’ler) kuantum hesaplamanın güçlü yönlerinden faydalanarak evrişimli sinir ağlarının yeteneklerini artırmayı amaçlar. Girdi verilerini yerel olarak dönüştürerek ve kuantum devreleri kullanarak çalışırlar. Bu çalışmada, kuantum kodlu bir COVID-19 veri kümesi üzerinde iki model oluşturulmuştur. Model-1, ‘Normal Kişi’ ile ‘Covid19/Viral Pnömoni’ arasında sınıflandırma yaparken, Model-2 ‘Covid-19’ ile ‘Viral Pnömoni’ arasında sınıflandırma yapmaktadır. Oluşturulan bu modeller için kübit sayısına göre (öznitelik sayısı) 3 farklı sınıflandırma yapılmıştır. Kuantum Sınıflandırıcı 1 için, temel veri analizi ile elde edilen 256 özellikli giriş verisinden 11 özellik çıkarılarak yaklaşık %70 doğruluk elde edilmiştir. Kuantum Sınıflandırıcı 2’de, TruncatedSVD yöntemi kullanılarak her bir görüntünün 256 özelliği 4’e indirilmiş ve %72 doğruluk elde edilmiştir. Son olarak Kuantum Sınıflandırıcı 3’te sadece 2 özellik kullanarak beklenmedik bir şekilde %76 doğruluk elde ettiği belirtilmiştir Bu modeller, akciğer röntgen görüntülerinden hastalık teşhisi konusunda önemli bilgiler sağlamakta ve kuantum bilgisayarlarının sağlık alanında nasıl etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. Ayrıca, Pennylane’in “varsayılan qubit” cihazındaki farklı parametrelerin model performansına etkisi incelenmiştir. Çalışmada, Kuantum Sınıflandırıcı 3’ün veri boyutunu önemli ölçüde azaltarak yüksek doğruluk oranına nasıl ulaştığı, QCNN’lerin gelecekte daha az kaynak kullanımıyla yüksek performans sağlama potansiyelini göstermektedir.

Karaelmas Science and Engineering JournalJul 23, 20241 citation

Sürekli Değişken Modele Dayalı Gözetimli Kuantum Makine Öğrenmesi ile Kişilerin Satın Alma Davranışlarının Tespitinin Simulasyonu

O. Levent Eryılmaz, İhsan Yılmaz

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.

Journal of Advanced Research in Natural and Applied SciencesMay 30, 20190 citations

Türkiye'de Kuantum Öğrenme Üzerine Yapılmış Lisansüstü Tezlerin İncelenmesi

Ahter ÇAĞLI, Sadık Yüksel SIVACI

Araştırmanın amacı kuantum öğrenme modelinin (KÖM) Türkiye'de yapılmış lisansüstü tez çalışmalarında ele alınış biçimini incelemektir. Bu bağlamda çalışma, Türkiye'de 2006-2018 yılları arasında kuantum öğrenme üzerine yapılmış Yükseköğretim Kurulu'na kayıtlı lisansüstü tezlerin doküman incelemesi üzerine yapılandırılmıştır. Tezler, Yüksek Öğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi (YÖK)'nin internet sayfasından 'kuantum öğrenme', anahtar kelimesi ile taranarak belirlenmiştir. Tezler incelenirken araştırma soruları bir tezde bulunması gereken kuramsal çerçevedeki temel bölümler dikkate alınarak belirlenmiştir. Araştırma soruları doğrultusunda tezler demografik özellikleri (tür, yıl, üniversite, enstitü, anabilim dalı, sayfa sayısı aralığı), konu, araştırmaların bağımlı-bağımsız değişkenleri, örneklem özellikleri (örneklem büyüklüğü, örneklem kademesi), araştırmaların türü, kullanılan veri toplama araçları, araştırmalarda elde edilen bulgular bakımından incelenmiştir. Elde edilen bulgular kodlama sonrası tablolaştırılmıştır. Araştırmada, kuantum öğrenme konusunu ele almış ve bu tezler çalışma gurubunu oluşturmuştur. Doküman incelemesi kapsamında incelenen çalışmaların 4'ü doktora, 12'si yüksek lisans tezinden oluşmaktadır. Diğer taraftan 2014 yılından sonra çalışmaların sayısının arttığını söylemek mümkündür. Söz konusu tezlerin belirli zaman dilimlerinde 13 farklı üniversitede ve çoğunlukla ilköğretim anabilim dalında ve fen bilgisi eğitimi bilim dalında çalışıldığı dikkati çekmektedir. Son olarak ise kuantum öğrenme modelinde çoğunlukla akademik başarı irdelenmiştir. Bu çalışmanın öncelikle kuantum öğrenmenin doğasının anlaşılmasının yanında yapılması planlanan çalışmalara yön göstereceği düşünülmektedir.

Türk Akademik Yayınlar DergisiOct 30, 20201 citation

Gömülü Sistem Cihazları ile Kuantum Ağların Dağıtık Simülasyonu

Osman Semi Ceylan, İhsan Yılmaz

Günümüz kuantum ağ yapısı mimari bakımdan klasik ağ yapıları referans alarak kurulmuştur. Fakat kuantum ağı oluşturan aygıtların parçacık kontrol mekanizmaları nedeniyle klasik aygıtlara göre daha maliyetlidir. Deneysel bir kuantum ağın gerçekleştirme maliyetini arttıran bu sebepten dolayı bir kuantum ağ kurmadan önce olurluk benzetimleri yapılmaktadır. Fakat kuantum dolaşıklığın mevcut benzetim yöntemlerindeki üstel artan veri depolama kapasitesi gerektirdiğinden dolayı güçlükler yaşanmaktadır. Bu çalışmada bu probleme bir çözüm olarak kuantum ağların deneysel olarak birden fazla klasik cihaz yardımıyla dağıtık benzetim kullanarak daha az maliyetli olarak nasıl gerçekleştirilebileceği önerilmektedir. Bu amaç için geliştirilen eklenti yazılımı ile farklı ağ senaryolarında elde edilen sonuçlar dağıtık benzetim modelinin mevcut modellere göre daha etkin olduğunu göstermektedir.

Bilgisayar bilimleri ve mühendisliği dergisi.Dec 3, 20240 citations

Kuantum Revizyonu

Furkan Akkaya

Kuantum fiziği, elde edilen gelişmeler ile teknoloji alanına hizmet etme kapasitesi olduğunu kanıtlamıştır. Bu alanlardan en önemlilerinden birisi de askeri kullanım alanlarıdır. NATO bünyesinde de bu teknolojinin gelecek muharebe ortamının bir parçası haline gelmesi için müttefikler arasında iş birliği için stratejiler üretilmiştir. Bununla birlikte kuantum teknolojilerinin kullanımında hassasiyet ve altyapı gibi temel kısıtlar bulunmaktadır. Sistemin atom altı boyutta çalışıyor olması dış etkenlere karşı hassasiyeti muharebe ortamında uygulanmasını kısıtlayan bir etken haline gelmiştir. İkinci olarak sistemlerin hassasiyetinden ve uygulamanın güncel teknoloji ile gerçekleşmesinin güç olması sistemlerin kurulumundaki altyapı sorunun oluşmasına neden olmaktadır. Silahlı kuvvetlerin böyle bir değişime adaptasyonunu sağlaması için geçmiş teknolojik gelişmelere karşı yapmış olduğu doktrin ve teşkilat revizyonlarından farklı adımlar atması gerekmektedir. Kuantum revizyonu, silahlı kuvvetlerin adaptasyon sağlaması için kuantum teknolojilerinin askeri kullanım alanlarının araştırılarak bu alanlara karşı değişimde izlenilecek yolun araştırıldığı revizyon konseptidir.

Savunma Bilimleri DergisiSep 25, 20240 citations

Zamana bağlı klasik ve kuantum osilatörler ve matematiksel fizikte uygulamaları

Gamze Yapar

Bu çalışmada, doğadaki titreşim hareketini incelemek için fizikte ve uygulamalı bilimlerde önemli bir model olan klasik ve kuantum osilatörler üzerine araştırma yapıldı. Klasik osilatörleri daha detaylı ele almak için sönümlü harmonik osilatör, zorlanmış harmonik osilatör, zorlanmış sönümlü harmonik osilatör, rastgele frekanslı osilatör ve rastgele sönümlemeli harmonik osilatör tek tek incelendi. Daha sonra, son yıllarda tekrar önem kazanan Brown hareketleri konusu ele alındı. Önce, Brown hareketleri konusunda son 20 yılda yapılan çalışmalar Web of Science veri tabanı kullanılarak bibliyografik olarak incelendi. Brown Hareketleri hakkında yapılan çalışmaların yıllara göre dağılımı, çalışmaların yapıldığı ülkelerin sıralaması, hangi alanlarda daha çok çalışma yapıldığı, çalışmaların hangi dergilerde yayınlandığı, konu hakkında yayınlanan yayınların Web of Science indeksi içinde hangi indeksler tarafından tarandığı ve atıf sayıları bakımından ayrıntılı olarak tablolar halinde incelendi. Bu taramalar sonucunda konunun yıl geçtikçe daha önem kazandığı farkedildi. Daha sonra, Brown hareketinde Langevin denklemi ile Brown parçacıklarının ortalamadan sapma miktarı, hareketteki parçacık sayısının çok olması sebebi ile istatistiksel olarak hesaplandı. Sonraki aşamada ise harmonik osilatör modeli ile sapma miktarı hesaplandı ve daha önce bulunan sonuçla karşılaştırıldı. Bulunan sonuç grafik olarak da incelendi. İnceleme sonucunda ortalamadan sapma miktarının sabit bir değere yaklaştığı görüldü. Dalgalanma Sönümlenme eşitliği ile konu ele alındı. Dalgalanmaya sebep olan kuvvet ile sönümlenmeye sebep olan etken arasındaki ilişki incelendi. Dalgalanma ve sönümleme arasındaki denge ilişkisi üzerinde duruldu. En son olarak kütlesi zamanla değişen osilatör modeli Brown hareketlerine uygulandı. Zamanla üstel olarak artan ve en fazla kütle değerinin iki katına kadar sınırlı bir kütle osilatör modeli yardımı ile incelenerek kare hız ortalamasının zamanla nasıl değiştiği incelendi ve sonuçlar grafik olarak ifade edildi. Zamanla kare hız ortalamasının artarak sabit bir değere yaklaştığı görüldü. Elde edilen sonuçlar literatürdeki sonuçlarla karşılaştırıldı.

Jan 1, 20220 citations