Assessing cyber risk in complex IT infrastructures poses significant challenges due to the dynamic, interconnected nature of digital systems. Traditional methods often fall short, relying on static and largely qualitative models that do not scale with system complexity and fail to capture systemic interdependencies. In this work, we introduce a novel quantitative approach to cyber risk assessment based on Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO), a formulation compatible with both classical computing and quantum annealing. We demonstrate the capabilities of our approach using a realistic 255-nodes layered infrastructure, showing how risk spreads in non-trivial patterns that are difficult to identify through visual inspection alone. To assess scalability, we further conduct extensive experiments on networks up to 1000 nodes comparing classical, quantum, and hybrid classical-quantum workflows. Our results reveal that although quantum annealing produces solutions comparable to classical heuristics, its potential advantages are significantly hindered by the embedding overhead required to map the densely connected cyber-risk QUBO onto the limited connectivity of current quantum hardware. By contrast, hybrid quantum-classical solvers avoid this bottleneck and therefore emerge as a promising option, combining competitive scaling with an improved ability to explore the solution space and identify more stable risk configurations. Overall, this work delivers two main advances. First, we present a rigorous, tunable, and generalizable mathematical model for cyber risk that can be adapted to diverse infrastructures and domains through flexible parameterization. Second, we provide the first comparative study of classical, quantum, and hybrid approaches for cyber risk scoring at scale, highlighting the emerging potential of hybrid quantum-classical methods for large-scale infrastructures.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

COLING2024|不平衡场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
23+阅读 · 2024年3月23日
专知会员服务
10+阅读 · 2021年10月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
53+阅读 · 2019年9月29日
赛尔译文|基础模型的风险与机遇(五)
哈工大SCIR
11+阅读 · 2021年11月30日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
1+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
1+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 3月26日
Arxiv
23+阅读 · 2023年3月8日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
13+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
12+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
COLING2024|不平衡场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
23+阅读 · 2024年3月23日
专知会员服务
10+阅读 · 2021年10月1日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
53+阅读 · 2019年9月29日
相关资讯
赛尔译文|基础模型的风险与机遇(五)
哈工大SCIR
11+阅读 · 2021年11月30日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
相关基金
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
1+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
1+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员