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多変量IoT時系列における異常検知のためのフェデレーテッド量子カーネル学習

Federated Quantum Kernel Learning for Anomaly Detection in Multivariate IoT Time-Series

http://arxiv.org/abs/2511.02301v1


この研究は、多変量IoT時系列データにおける異常検知のための新しい手法、フェデレーテッド量子カーネル学習(FQKL)を提案しています。工業用IoTシステムの急成長に伴い、高次元データの異常検知にはプライバシー、スケーラビリティ、通信効率が重要となります。従来のフェデレーテッド学習はプライバシーの懸念を軽減しますが、高度に非線形な決定境界や不均衡な異常分布に苦しむことが多いです。FQKLは量子特徴マップとフェデレーテッド集約を統合し、異なるIoTネットワーク間での分散型、プライバシー保護型の異常検知を可能にします。研究では、量子エッジノードが圧縮されたカーネル統計を計算し、中央サーバーと共有、グローバルなGram行列を構成し、決定関数を訓練します。実験結果は、FQKLが複雑な時間相関を捉える上で、従来の方法よりも優れた性能を示し、通信オーバーヘッドを大幅に削減できることを明らかにしました。