Estratégias de aprendizado para detecção de falhas aprimoradas por kernels quânticos

dc.contributor.advisor1Rodrigues, Rosiane de Freitas
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8358219976594707eng
dc.contributor.referee1Santos, Eulanda Miranda dos
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3054990742969890eng
dc.contributor.referee2Frota, Hidembergue Ordozgoith da
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5700103079488064eng
dc.contributor.referee3Canabarro, Askery Alexandre
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5474659190408835eng
dc.creatorNooblath Neto, Mauro Queiroz
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4744266190708859eng
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2972-9463eng
dc.date.issued2025-07-28
dc.description.abstractThis master’s thesis investigates the use of quantum kernel functions in hybrid classical–quantum models for fault detection in wind turbines. Parameterized quantum circuits were used to map input data into high-dimensional Hilbert spaces. The quantum circuit architectures analyzed include ZZFeatureMap, Re- alAmplitudes, and EfficientSU2, each implemented with four entanglement strategies: Linear, Full, Circular, and Shift-Circular-Alternate. These were com- pared with classical kernels—Linear, Polynomial, Radial Basis Function, and Sigmoid—within a Support Vector Machine framework. The dataset, comprising 54 features collected by turbine sensors, was reduced via Principal Component Analysis to 4, 8, and 16 components based on cumulative variance. The RealAm- plitudes circuit with Full entanglement and 16 components outperformed the Radial Based Function kernel in standard machine learning metrics. ROC-AUC curves and confusion matrices showed no overfitting, reinforcing the potential of quantum kernels in industrial fault detection.eng
dc.description.resumoNesta dissertação, é explorado o uso de funções de kernel quânticas em modelos híbridos clássico-quânticos voltados à detecção de falhas em turbinas eólicas. Foram utilizados circuitos quânticos parametrizados para mapear dados em espaços de Hilbert de alta dimensionalidade. As arquiteturas dos circuitos foram: ZZFeatureMap, RealAmplitudes e EfficientSU2 com quatro estratégias de emara- nhamento: Linear, Full, Circular e Shift-Circular-Alternate, comparando-se a quatro kernels clássicos: Linear, Polinomial, Radial Based Function e Sigmoid em um algo- ritmo de Máquinas de vetores Suporte. O conjunto de dados, com 54 atributos aquisionados por sensores, foi submetido a um algoritmo de Análise de compo- nentes principais para reduzir sua dimensionalidade para 4, 8 e 16 componentes, considerando a variância cumulativa dos dados. O modelo RealAmplitudes com emaranhamento Full e 16 componentes superou o kernel Radial Based Function em métricas padrão de aprendizado de máquina. Análises adicionais com curvas ROC-AUC e matrizes de confusão indicaram ausência de overfitting, reforçando o potencial dos kernels quânticos em aplicações industriais.eng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicoeng
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superioreng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationNOOBLATH NETO, Mauro Queiroz. Estratégias de aprendizado para detecção de falhas aprimoradas por kernels quânticos. 2025. 95 f. Dissertação (Mestrado em Informática) – Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2025.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11393
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Computaçãoeng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Informáticaeng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAprendizado de máquinapor
dc.subjectComputação quânticapor
dc.subjectDataset desbalanceadopor
dc.subjectFunção de kernelpor
dc.subjectRedução de dimensionalidadepor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRAeng
dc.subject.otherComputação quânticapor
dc.subject.otherAprendizado do computadorpor
dc.subject.otherFunções de variaveis complexaspor
dc.subject.otherKernel, Funções depor
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/90621/DISS_MauroNooblathNeto_PPGI.pdf.jpg*
dc.titleEstratégias de aprendizado para detecção de falhas aprimoradas por kernels quânticoseng
dc.title.alternativeLearning strategies for fault detection enhanced by quantum kernelseng
dc.typeDissertaçãoeng

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