論文の概要: Backdoor Attacks against Hybrid Classical-Quantum Neural Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.16273v1
• Date: Tue, 23 Jul 2024 08:25:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-24 18:06:10.928301
• Title: Backdoor Attacks against Hybrid Classical-Quantum Neural Networks
• Title（参考訳）: ハイブリッド古典量子ニューラルネットワークに対するバックドア攻撃
• Authors: Ji Guo, Wenbo Jiang, Rui Zhang, Wenshu Fan, Jiachen Li, Guoming Lu,
• Abstract要約: ハイブリッド量子ニューラルネットワーク(HQNN)は量子機械学習(QML)における将来性を示す HQNNに対するバックドア攻撃に関する最初の体系的研究について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.581538622210896
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Hybrid Quantum Neural Networks (HQNNs) represent a promising advancement in Quantum Machine Learning (QML), yet their security has been rarely explored. In this paper, we present the first systematic study of backdoor attacks on HQNNs. We begin by proposing an attack framework and providing a theoretical analysis of the generalization bounds and minimum perturbation requirements for backdoor attacks on HQNNs. Next, we employ two classic backdoor attack methods on HQNNs and Convolutional Neural Networks (CNNs) to further investigate the robustness of HQNNs. Our experimental results demonstrate that HQNNs are more robust than CNNs, requiring more significant image modifications for successful attacks. Additionally, we introduce the Qcolor backdoor, which utilizes color shifts as triggers and employs the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) to optimize hyperparameters. Through extensive experiments, we demonstrate the effectiveness, stealthiness, and robustness of the Qcolor backdoor.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッド量子ニューラルネットワーク(HQNN)は、量子機械学習(QML)の有望な進歩を示すものだが、そのセキュリティはめったに調査されていない。 本稿では,HQNNに対するバックドア攻撃に関する最初の体系的研究について述べる。 我々はまず,HQNNに対するバックドア攻撃に対して,攻撃フレームワークを提案し,一般化境界と最小摂動条件を理論的に解析することから始める。 次に、HQNN と Convolutional Neural Networks (CNN) の2つの古典的なバックドア攻撃手法を用いて、HQNN の堅牢性をさらに調査する。 実験の結果,HQNNはCNNよりも堅牢であり,攻撃を成功させるためには画像修正が必要であった。 さらに、カラーシフトをトリガーとして利用し、非支配的ソーティング遺伝的アルゴリズムII(NSGA-II)を用いてハイパーパラメーターを最適化するQcolorバックドアを導入する。 広範にわたる実験を通して、我々はQcolorバックドアの有効性、ステルス性、堅牢性を実証した。

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