論文の概要: HQNN-CL: Regime-Aware Hybrid Quantum Neural Network with Continual Learning for Financial Forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.02091v1
- Date: Sun, 01 Nov 2026 18:05:51 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-11-03 19:18:42.005736
- Title: HQNN-CL: Regime-Aware Hybrid Quantum Neural Network with Continual Learning for Financial Forecasting
- Title(参考訳): HQNN-CL:財務予測のための連続学習型レジーム対応ハイブリッド量子ニューラルネットワーク
- Abstract要約: 本研究では,連続学習型ハイブリッド量子古典ニューラルネットワーク(HQNN-CL)を提案する。
提案フレームワークは,ガウス的隠れマルコフモデル(HMM)に基づく状態検出,BiLSTM時間符号化,適応深度パラメータ化量子回路,弾性重畳化(EWC)を組み合わせた。
このフレームワークは、Microsoft、Systems Limited、Tata Consultancy Servicesの4つのリアルタイムストックデータセットでテストされた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.3186130813218338
- License:
- Abstract: Financial time-series forecasting is still difficult owing to the non-stationary nature of the market, regime changes, and catastrophic forgetting, which makes conventional deep learning models hard to adapt in the long term. To achieve uncertainty-aware robust financial forecasting in the face of changing market conditions, this study proposes a Hybrid Quantum-Classical Neural Network with Continual Learning (HQNN-CL). The proposed framework combines Gaussian Hidden Markov Model (HMM) based regime detection, BiLSTM temporal encoding, adaptive-depth parameterized quantum circuits, Elastic Weight Consolidation (EWC), experience replay, and probabilistic forecasting in a single architecture. The framework was tested on four real-time stock datasets: Microsoft, Systems Limited, Teradata and Tata Consultancy Services, and compared with seven state-of-the-art forecasting models, including recurrent and Transformer-based models. The experimental results show that HQNN-CL has outperformed other methods on the Systems Limited (RMSE = 3.0149) and Teradata (RMSE = 0.8909) datasets and is within 0.32% and 0.40% of the best baseline method for Microsoft and Tata Consultancy Services, respectively. The proposed framework also generates well-calibrated probabilistic forecasts within the range of 89.5% to 96.5% empirical coverage rate, has zero catastrophic forgetting (BWT = 0.0000) for all sequential learning tasks, and consistently shows positive forward transfer. Ablation and statistical significance analyses also validate the performance of adaptive quantum feature learning and continual adaptation under heterogeneous market conditions, regime-wise.
- Abstract(参考訳): 金融時系列予測は、市場の非定常的な性質、体制の変化、破滅的な忘れ込みのため依然として困難であり、従来型のディープラーニングモデルは長期的には適応し難い。
本研究では,市場状況の変化に直面した不確実性を考慮した財務予測を実現するために,連続学習型ハイブリッド量子古典ニューラルネットワーク(HQNN-CL)を提案する。
提案フレームワークは,ガウス的隠れマルコフモデル(HMM)に基づく状態検出,BiLSTM時間符号化,適応深度パラメータ化量子回路,EWC(Elastic Weight Consolidation),経験再現(experience replay),確率予測(probabilistic forecasting)を一つのアーキテクチャで組み合わせたものである。
このフレームワークは、Microsoft、Systems Limited、Teradata、Tata Consultancy Servicesの4つのリアルタイムストックデータセットでテストされ、リカレントとTransformerベースのモデルを含む7つの最先端の予測モデルと比較された。
実験の結果,HQNN-CL は Systems Limited (RMSE = 3.0149) と Teradata (RMSE = 0.8909) のデータセットで他の手法よりも優れており,Microsoft と Tata Consultancy Services の最高のベースラインメソッドの0.32% と 0.40% 以内であることがわかった。
提案フレームワークはまた、89.5%から96.5%の実証的カバレッジの範囲内で、よく校正された確率予測を生成し、全ての逐次学習タスクに対して破滅的忘れ(BWT = 0.0000)をゼロとし、常に肯定的な転送を示す。
アブレーションおよび統計的意義分析は、不均一な市場条件下での適応的量子特徴学習と連続的適応の性能も、状態的に検証する。
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