量子AIを用いた肺炎診断技術を開発(Detecting pneumonia with quantum AI)

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2026-07-14 ミュンヘン大学(LMU)

ドイツ・ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン校(LMU)の研究チームは、**量子機械学習(Quantum AI)**を用いて胸部X線画像から肺炎を高精度に検出する新たな診断手法を開発した。研究では、量子コンピューティングと人工知能を組み合わせた量子ニューラルネットワークを構築し、従来の機械学習モデルと比較して肺炎画像の分類性能を評価した。その結果、量子AIは限られた学習データでも高い診断精度を示し、特徴抽出や画像分類において有望な性能を発揮した。特に、現在の量子コンピューター(NISQデバイス)の制約を考慮した効率的なアルゴリズム設計により、実用化に向けた可能性を示した点が特徴である。本研究は、量子コンピューティングを医用画像診断へ応用した先進的な事例であり、肺炎だけでなく他の疾患画像診断への展開や、将来的なAI医療支援システムの高度化につながることが期待されている。

量子AIを用いた肺炎診断技術を開発(Detecting pneumonia with quantum AI)
X-rays of healthy lungs alongside images of diseased lungs | © QuCUN / LMU

<関連情報>

並列アニーリングを用いた量子ボルツマンマシンによる医用画像分類 Quantum Boltzmann Machines Using Parallel Annealing for Medical Image Classification

Daniëlle Schuman; Mark V. Seebode; Tobias Rohe; Maximilian Balthasar Mansky; Michael Schroedl-Baumann; Jonas Stein:…
2025 IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering  Date Added to IEEE Xplore: 01 December 2025
DOI:https://doi.org/10.1109/QCE65121.2025.00233

Abstract

Exploiting the fact that samples drawn from a quantum annealer inherently follow a boltzmann-like distribution, annealing-based Quantum Boltzmann Machines (QBMs) have gained increasing popularity in the quantum research community. While they harbor great promises for quantum speed-up, their usage currently stays a costly endeavor, as large amounts of QPU time are required to train them. This limits their applicability in the NISQ era. Following the idea of Noè et al. [1], who tried to alleviate this cost by incorporating parallel quantum annealing into their unsupervised training of QBMs, this paper presents an improved version of parallel quantum annealing that we employ to train QBMs in a supervised setting. Saving qubits to encode the inputs, the latter setting allows us to test our approach on medical images from the MedMNIST data set [2], thereby moving closer to real-world applicability of the technology. Our experiments show that QBMs using our approach already achieve reasonable results, comparable to those of similarly-sized Convolutional Neural Networks (CNNs), with a markedly smaller numbers of epochs than these classical models. Our using parallel annealing grants it a speed-up of almost 70% compared to regular annealing-based BM execution.

医療・健康
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