Kuantum katmanı (Faz 6)Quantum layer (Phase 6)

Dürüst çerçeve. Kuantum bileşenleri klasik modellerle aynı veri ve aynı ayar bütçesiyle kıyaslanır. 2026-11-02 çalıştırmasında tüm kuantum adımları yalnızca simülatörde (NumPy durum vektörü, Qiskit Aer, fake_fez derleme hedefi) çalıştı; IBM / Origin / D-Wave anahtarı tanımlı olmadığından gerçek donanım kullanılmadı. Bu çalıştırmada kuantum çekirdek, adil RBF Nyström kıyasını geçemedi; üstünlük iddiası yoktur.Honest framing. Quantum components are benchmarked against classical models with the same data and the same tuning budget. In the 2026-11-02 run all quantum steps ran on simulators only (NumPy statevector, Qiskit Aer, fake_fez transpile target); no IBM / Origin / D-Wave key was set, so no real hardware was used. In this run the quantum kernel did not beat the fair RBF Nyström baseline; no advantage is claimed.

2026-11-02 simülatör sonuçları2026-11-02 simulator results

ModelModel	ROC-AUC	%95 GA95% CI	cap@5%	cap@10%
`q_kernel`	0.864	0.804–0.909	0.409	0.659
`rbf_nystroem`	0.873	0.820–0.918	0.523	0.636

Notebook doğruluk kontrolü (hücre 29): Qiskit devresi ile NumPy durum vektörü örtüşmesi |⟨qiskit|numpy⟩|² = 1,0000000094.Notebook sanity check (cell 29): overlap between the Qiskit circuit and the NumPy statevector |⟨qiskit|numpy⟩|² = 1.0000000094.

İzleme ağı QUBO'su (16 aday, K = 5)Monitoring-network QUBO (16 candidates, K = 5)

ÇözücüSolver	EnerjiEnergy	SeçilenSelected	UygunFeasible	Risk kütlesiRisk mass	Süre (s)Time (s)	Optimuma farkGap to optimum
`exact`	-79.665	5	evetyes	2.589	1.19	0.000
`sa`	-79.618	5	evetyes	2.563	0.11	0.047
`qaoa`	-75.767	4	hayırno	2.091	89.33	3.898

Benzetimli tavlama (SA) kesin optimuma çok yakın (fark 0,047) ve uygun bir çözüm buldu; QAOA (simülatör) 5 yerine 4 nokta seçerek kısıtı sağlayamadı (uygun değil). D-Wave çalıştırılmadı.Simulated annealing (SA) found a feasible solution very close to the exact optimum (gap 0.047); QAOA (simulator) selected 4 instead of 5 points and violated the constraint (infeasible). D-Wave was not run.

İzleme ağı QUBO yerleşimi — **İzleme ağı yerleşimi QUBO — 5 nokta / 16 aday** (kesin, SA, QAOA seçimleri). Notebook hücre 34.Monitoring-network placement QUBO — 5 points / 16 candidates (exact, SA, QAOA selections). Notebook cell 34.

Donanım hazırlık kontrolü (derleme hedefi `fake_fez`)Hardware readiness check (transpile target `fake_fez`)

DevreCircuit	2-kübit kapı2-qubit gates	1-kübit kapı1-qubit gates	DerinlikDepth	Tahmini sadakatEst. fidelity	UygunEligible
Q-çekirdek 6q×2 tekrar	90	319	256	0.593	evetyes
Q-çekirdek 6q×1 tekrar	36	142	107	0.766	evetyes
QAOA p=2, 16q	781	2829	721	0.018	hayırno

İlke: cihaz-agnostik hibrit motorPrinciple: device-agnostic hybrid engine

Hangi cihaz kullanılıyorsa onun kendi derleyicisi/çalıştırıcısı en yüksek performansla kullanılır. Ortak ara temsil Qiskit QuantumCircuit / OpenQASM'dır; her sağlayıcıya ayrı yürütme adaptörü vardır. Donanım uygunluğu derleme sonrası 2-kübit kapı sayısı ve tahmini devre sadakatiyle belirlenir.Whichever device is used, its own compiler/runtime is used at its best settings. The common IR is a Qiskit QuantumCircuit / OpenQASM; each provider has its own execution adapter. Hardware suitability is decided by the post-transpilation two-qubit gate count and estimated circuit fidelity.

Adaptör anahtarıAdapter key	Arka uçBackend
`sim.statevector`	NumPy durum vektörü (önbellekli çekirdek; en hızlı, kesin)NumPy statevector (cached kernel; fastest, exact)
`sim.pennylane`	PennyLane default.qubit / lightning.qubit (VQC eğitimi)PennyLane default.qubit / lightning.qubit (VQC training)
`sim.aer / sim.aer_noise`	Qiskit Aer — gürültüsüz ya da cihaz gürültü modeliyleQiskit Aer — noiseless or with a device noise model
`ibm:<backend>`	IBM Quantum Runtime (Heron: ibm_fez, ibm_kingston, ibm_torino…) — SamplerV2, transpiler opt.3 + DD + twirlingIBM Quantum Runtime (Heron: ibm_fez, ibm_kingston, ibm_torino…) — SamplerV2, transpiler opt.3 + DD + twirling
`origin:<backend>`	Origin Quantum Wukong (pyqpanda3 QCloudService; QASM → QProg)Origin Quantum Wukong (pyqpanda3 QCloudService; QASM → QProg)
`braket:<arn>`	Amazon Braket (IonQ, Rigetti, IQM; OpenQASM 3)Amazon Braket (IonQ, Rigetti, IQM; OpenQASM 3)
`azure:<target>`	Azure Quantum (Quantinuum, IonQ, Pasqal)Azure Quantum (Quantinuum, IonQ, Pasqal)
`QUBO`	exact · sa (dwave-samplers) · qaoa (Aer/statevector) · dwave.hybrid · dwave.qpuexact · sa (dwave-samplers) · qaoa (Aer/statevector) · dwave.hybrid · dwave.qpu

AlgoritmalarAlgorithms

1 · Nyström kuantum çekirdeğiNyström quantum kernel

ZZ-tipi öznitelik haritası, 6 kübit; K(x, l_j) = |⟨ψ(l_j)|ψ(x)⟩|² ile m işaret noktasına göre Nyström öznitelikleri → lojistik/SVM. PCA → [0, π·bant genişliği].ZZ-type feature map, 6 qubits; Nyström features against m landmarks with K(x, l_j) = |⟨ψ(l_j)|ψ(x)⟩|² → logistic/SVM. PCA → [0, π·bandwidth].

Adil kıyas: aynı PCA boyutu, aynı işaret noktası sayısı ve aynı bant-genişliği ayarlama bütçesiyle RBF Nyström + lojistik.Fair baseline: RBF Nyström + logistic with the same PCA size, number of landmarks and bandwidth-tuning budget.

2 · Değişkensel sınıflandırıcı (VQC)Variational classifier (VQC)

Veri yeniden yüklemeli VQC, PennyLane ile eğitilir.Data re-uploading VQC trained with PennyLane.

3 · İzleme ağı QUBO'suMonitoring-network QUBO

En riskli bölgelerden birbirinden ≥ 1500 m uzak 16 aday; K = 5 izleme noktası (InSAR köşe yansıtıcı / GNSS / piyezometre) seçilir. Çözücüler aynı amaç fonksiyonunda karşılaştırılır: kesin, SA, QAOA, opsiyonel D-Wave hibrit.16 candidates at least 1500 m apart from the riskiest zones; K = 5 monitoring points (InSAR corner reflector / GNSS / piezometer) are selected. Solvers are compared on the same objective: exact, SA, QAOA, optional D-Wave hybrid.

QUBO amaç fonksiyonuQUBO objective

E(x) = −Σ r_i x_i + λ Σ_i<j o_ij x_i x_j + P (Σ x_i − K)² r_i : adayın 2 km çevresindeki beklenen yıllık obruk sayısı (normalize)expected annual sinkholes within 2 km of the candidate (normalised) o_ij : yakın çiftlerin örtüşmesi (yarıçap içinde)overlap of nearby pairs (within radius)

Donanım hazırlık kontrolüHardware readiness check

Yukarıdaki tabloda üç devre derlenip raporlanmıştır: Q-çekirdek 6 kübit × 2 tekrar, Q-çekirdek 6 kübit × 1 tekrar ve QAOA p = 2 (16 kübit). Notebook'un yorumlama rehberine göre 16 kübitlik QAOA bugün donanım sadakat eşiğinin altındadır; gerçek donanım denemesi için 6 kübit × 1 tekrar devresi önerilir (IBM ücretsiz planda ayda 10 dk).The table above reports three transpiled circuits: Q-kernel 6 qubits × 2 reps, Q-kernel 6 qubits × 1 rep and QAOA p = 2 (16 qubits). According to the notebook's interpretation guide, 16-qubit QAOA is currently below the hardware fidelity threshold; for a real-hardware test the 6-qubit × 1-rep circuit is recommended (IBM free plan: 10 min per month).

Gerçek donanım isteğe bağlıdır: Colab Secrets'a QISKIT_IBM_TOKEN, ORIGIN_QC_API_KEY veya DWAVE_API_TOKEN eklenirse ilgili adaptör etkinleşir; yoksa atlanır.Real hardware is optional: adding QISKIT_IBM_TOKEN, ORIGIN_QC_API_KEY or DWAVE_API_TOKEN to Colab Secrets enables the matching adapter; otherwise it is skipped.