論文の概要: Hybrid Quantum-Classical Autoencoders for Unsupervised Network Intrusion Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.05069v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 18:29:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-05 21:11:46.316842
• Title: Hybrid Quantum-Classical Autoencoders for Unsupervised Network Intrusion Detection
• Title（参考訳）: 教師なしネットワーク侵入検出のためのハイブリッド量子古典型オートエンコーダ
• Authors: Mohammad Arif Rasyidi, Omar Alhussein, Sami Muhaidat, Ernesto Damiani,
• Abstract要約: 教師なしの異常に基づく侵入検知は、訓練中に観察されていない攻撃パターンを一般化するモデルを必要とする。 本研究は,本課題に対するハイブリッド量子古典(HQC)オートエンコーダの大規模評価である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.4115303704333515
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Unsupervised anomaly-based intrusion detection requires models that can generalize to attack patterns not observed during training. This work presents the first large-scale evaluation of hybrid quantum-classical (HQC) autoencoders for this task. We construct a unified experimental framework that iterates over key quantum design choices, including quantum-layer placement, measurement approach, variational and non-variational formulations, and latent-space regularization. Experiments across three benchmark NIDS datasets show that HQC autoencoders can match or exceed classical performance in their best configurations, although they exhibit higher sensitivity to architectural decisions. Under zero-day evaluation, well-configured HQC models provide stronger and more stable generalization than classical and supervised baselines. Simulated gate-noise experiments reveal early performance degradation, indicating the need for noise-aware HQC designs. These results provide the first data-driven characterization of HQC autoencoder behavior for network intrusion detection and outline key factors that govern their practical viability. All experiment code and configurations are available at https://github.com/arasyi/hqcae-network-intrusion-detection.
• Abstract（参考訳）: 教師なしの異常に基づく侵入検知は、訓練中に観察されていないパターンを攻撃するために一般化できるモデルを必要とする。 本研究は,本課題に対するハイブリッド量子古典(HQC)オートエンコーダの大規模評価である。 量子層配置, 測定アプローチ, 変分および非変分定式化, 潜時空間正則化など, 主要な量子設計選択を反復する統一的な実験フレームワークを構築した。 3つのベンチマークNIDSデータセットによる実験では、HQCオートエンコーダは、アーキテクチャ上の決定に対して高い感度を示すものの、最高の構成で古典的なパフォーマンスにマッチまたは超えることが示されている。 ゼロデイ評価では、よく構成されたHQCモデルは、古典的および教師付きベースラインよりも強く、より安定した一般化を提供する。 シミュレートされたゲートノイズ実験は初期の性能劣化を示し、ノイズを意識したHQC設計の必要性を示している。 これらの結果は、HQCオートエンコーダの動作を初めてデータ駆動で解析し、ネットワーク侵入検出を行い、その実用性を管理する重要な要素を概説する。 実験コードと設定はすべてhttps://github.com/arasyi/hqcae-network-intrusion-detectionで確認できる。

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