論文の概要: Q-ANCHOR: Federated Quantum Learning with ZNE-guided Correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.30075v1
- Date: Thu, 28 May 2026 15:23:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-30 02:45:56.423076
- Title: Q-ANCHOR: Federated Quantum Learning with ZNE-guided Correction
- Title(参考訳): Q-ANCHOR:ZNE誘導補正によるフェデレーション量子学習
- Authors: Hoang M. Ngo, Quan Nguyen, Wanli Xing, My T. Thai,
- Abstract要約: フェデレート平均化(Federated Averaging, FedAvg)は、量子フェデレーション学習(Quantum Federated Learning, QFL)文学における標準集約選択である。
グローバルモデルは、非IIDデータからのクライアントのドリフトとノイズの多い量子勾配推定からのハードウェアバイアスによって脱線される。
本稿では,Q-ANCHORを提案する。Q-ANCHORは,サーバ更新をゼロノイズ外挿でアンロックし,ステートフルなクライアント修正を適用し,クライアントのドリフトとハードウェアによるバイアスを抑える。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 16.75858394465606
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum Federated Learning (QFL) offers a promising framework to train quantum models across distributed clients while keeping data strictly local. Due to its simplicity and low communication overhead, Federated Averaging (FedAvg) is the standard aggregation choice in QFL literature. However, deploying QFL on practical hardware exposes a severe double-drift phenomenon: the global model is simultaneously derailed by client drift from non-IID data and hardware bias from noisy quantum gradient estimates. In this work, we first analyze the convergence of FedAvg under these realistic conditions, mathematically demonstrating that quantum hardware bias creates a persistent error floor that standard averaging cannot correct. To overcome this limitation, we propose Q-ANCHOR, a quantum-aware federated aggregation architecture that anchors server updates with zero-noise extrapolation while applying stateful client correction to suppress both client drift and hardware-induced bias. Our convergence theory proves that Q-ANCHOR successfully mitigates classical client drift while actively reducing the hardware-bias floor. Experimental results demonstrate that Q-ANCHOR achieves significantly more stable training than conventional FL baselines.
- Abstract(参考訳): 量子フェデレートラーニング(QFL)は、データを厳密にローカルに保ちながら、分散クライアント間で量子モデルをトレーニングする有望なフレームワークを提供する。
単純で通信のオーバーヘッドが少ないため、FedAvg(Federated Averaging)はQFL文献の標準集約選択である。
しかし,QFLの実用ハードウェアへの展開は,クライアントの非IIDデータからのドリフトとノイズの多い量子勾配推定によるハードウェアバイアスにより,グローバルモデルが同時に脱線する,という深刻な二重ドリフト現象を露呈する。
本研究では,これらの現実的な条件下でのFedAvgの収束を解析し,量子ハードウェアのバイアスが標準平均値が正しくない永続的エラーフロアを生成することを数学的に示す。
この制限を克服するために、Q-ANCHORを提案する。Q-ANCHORは、サーバ更新をゼロノイズ外挿でアンロックし、ステートフルなクライアント修正を適用し、クライアントのドリフトとハードウェアによるバイアスを抑える。
我々の収束理論は、Q-ANCHORがハードウェアバイアスのフロアを積極的に減らしながら古典的なクライアントドリフトを緩和したことを証明している。
実験の結果,Q-ANCHORは従来のFLベースラインよりもかなり安定したトレーニングを達成できた。
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