用于无人机集群入侵检测的量子机器学习

无人机集群(UAV)的入侵检测因高机动性、非稳态流量和严重类别不平衡问题而变得复杂。本研究利用覆盖五种攻击类型的12万流模拟数据集,对三种量子机器学习(QML)方法——量子核、变分量子神经网络(QNN)和混合量子训练神经网络(QT-NN)——进行了基准测试,并与强效经典模型进行对比。所有模型均采用8维流量特征表示,并在相同的预处理、数据平衡和噪声模型假设下评估。研究人员分析了编码策略、电路深度、量子比特数和散粒噪声的影响,报告了准确率、宏观F1值、ROC-AUC、马修斯相关系数及量子资源占用情况。结果表明存在明显权衡:量子核与QT-NN在低数据量非线性场景表现优异,而深层QNN存在可训练性问题,当数据充足抵消参数规模劣势时传统卷积神经网络(CNN)占优。该工作完整代码库和分区数据集已公开,以支持网络安全领域可复现的QML研究。

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