Quantum machine learning (QML) promises compact and expressive representations, but suffers from the measurement bottleneck - a narrow quantum-to-classical readout that limits performance and amplifies privacy risk. We propose a lightweight residual hybrid architecture that concatenates quantum features with raw inputs before classification, bypassing the bottleneck without increasing quantum complexity. Experiments show our model outperforms pure quantum and prior hybrid models in both centralized and federated settings. It achieves up to +55% accuracy improvement over quantum baselines, while retaining low communication cost and enhanced privacy robustness. Ablation studies confirm the effectiveness of the residual connection at the quantum-classical interface. Our method offers a practical, near-term pathway for integrating quantum models into privacy-sensitive, resource-constrained settings like federated edge learning.


翻译:量子机器学习(QML)有望提供紧凑且富有表现力的表示,但受限于测量瓶颈——即一个狭窄的量子到经典读出通道,这限制了性能并放大了隐私风险。我们提出了一种轻量级的残差混合架构,在分类前将量子特征与原始输入进行拼接,从而在不增加量子复杂性的情况下绕过该瓶颈。实验表明,我们的模型在集中式和联邦式设置下均优于纯量子模型及先前的混合模型。与量子基线相比,其准确率提升最高可达+55%,同时保持了较低的通信成本和增强的隐私鲁棒性。消融研究证实了量子-经典接口处残差连接的有效性。我们的方法为将量子模型集成到隐私敏感、资源受限的场景(如联邦边缘学习)中提供了一条实用且近期的途径。

0
下载
关闭预览

相关内容

【NeurIPS2024】几何轨迹扩散模型
专知会员服务
24+阅读 · 2024年10月20日
【CVPR2024】医学基础模型的低秩知识分解
专知会员服务
35+阅读 · 2024年4月29日
【CVPR2024】ViewDiff: 3D一致的图像生成与文本到图像模型
专知会员服务
30+阅读 · 2024年3月10日
【CVPR2024】非自回归序列到序列的视觉-语言模型
专知会员服务
22+阅读 · 2024年3月5日
【NeurIPS2022】SparCL:边缘稀疏持续学习
专知会员服务
24+阅读 · 2022年9月22日
【NeurIPS2021】组合能量概念无监督学习
专知会员服务
14+阅读 · 2021年11月5日
专知会员服务
15+阅读 · 2021年9月11日
【NeurIPS2020】可处理的反事实推理的深度结构因果模型
专知会员服务
49+阅读 · 2020年9月28日
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【ICML2021】因果匹配领域泛化
专知
12+阅读 · 2021年8月12日
【CVPR2021】跨模态检索的概率嵌入
专知
17+阅读 · 2021年3月2日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2024年12月27日
Arxiv
175+阅读 · 2023年4月20日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
499+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
83+阅读 · 2023年3月26日
VIP会员
相关VIP内容
【NeurIPS2024】几何轨迹扩散模型
专知会员服务
24+阅读 · 2024年10月20日
【CVPR2024】医学基础模型的低秩知识分解
专知会员服务
35+阅读 · 2024年4月29日
【CVPR2024】ViewDiff: 3D一致的图像生成与文本到图像模型
专知会员服务
30+阅读 · 2024年3月10日
【CVPR2024】非自回归序列到序列的视觉-语言模型
专知会员服务
22+阅读 · 2024年3月5日
【NeurIPS2022】SparCL:边缘稀疏持续学习
专知会员服务
24+阅读 · 2022年9月22日
【NeurIPS2021】组合能量概念无监督学习
专知会员服务
14+阅读 · 2021年11月5日
专知会员服务
15+阅读 · 2021年9月11日
【NeurIPS2020】可处理的反事实推理的深度结构因果模型
专知会员服务
49+阅读 · 2020年9月28日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员