Q-ShiftDP:一种用于量子机器学习的差分隐私参数偏移规则

量子机器学习(QML)有望带来显著的计算优势,但如何保护训练数据隐私仍是一大挑战。经典的差分隐私随机梯度下降(DP-SGD)等方法虽然通过向梯度添加噪声实现隐私保护,却未能充分利用量子梯度估计的独特性质。该工作提出了首个专为QML设计的隐私保护机制——差分隐私参数偏移规则(Q-ShiftDP),通过参数偏移规则计算得到的量子梯度具有天然有界性和随机性,Q-ShiftDP利用这一特性实现了更精确的敏感度分析并降低了噪声需求。该机制将精确校准的高斯噪声与量子系统固有噪声相结合,在提供严格隐私保障的同时保持模型性能,研究表明利用量子固有噪声可进一步优化隐私与效用的平衡。基准数据集实验表明,Q-ShiftDP在QML任务中始终优于经典DP方法。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-02 17:02

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