Q-DPTS:基于变分量子电路的量子差分隐私时间序列预测
时间序列预测在数据敏感性至关重要的领域(如金融和能源系统)中极为关键。虽然差分隐私(DP)通过理论保障保护个体数据贡献,但其集成(尤其是通过DP-SGD)常因注入噪声而损害模型性能。本文提出Q-DPTS——一种用于量子差分隐私时间序列预测的混合量子-经典框架。该框架将变分量子电路(VQCs)与逐样本梯度裁剪及高斯噪声注入相结合,确保严格的(ϵ, δ)-差分隐私。量子模型的强表达能力可缓解DP机制导致的效用损失,提升模型鲁棒性。研究团队基于电力变压器温度(ETT)数据集(长期时间序列预测的标准基准)评估Q-DPTS,并与经典及量子基线方法(包括LSTM、QASA、QRWKV和QLSTM)进行对比。结果表明,在相同隐私预算下,Q-DPTS始终保持更低预测误差,展现出更优的隐私-效用平衡。该工作首次探索量子增强的差分隐私预测技术,为隐私敏感场景下的安全精准时序建模提供了新方向。
