By Kenna Hughes-Castleberry δημοσιεύτηκε 30 Σεπτεμβρίου 2022
Από τις πολλές βιομηχανίες από τις οποίες είναι βέβαιο ότι θα επωφεληθούν οι κβαντικοί υπολογιστές, ο χρηματοοικονομικός κλάδος είναι ένας από τους μεγαλύτερους. «Ουσιαστικά, όλες οι μεγάλες τράπεζες έχουν πλέον τη δική τους κβαντική ομάδα», εξήγησε Ρωμαίος Όρος, ο Συνιδρυτής και Επικεφαλής Επιστημονικός Υπεύθυνος της Πολυσύμπαν Υπολογισμός, μια κορυφαία εταιρεία κβαντικού λογισμικού. Ο Orus είναι επίσης καθηγητής έρευνας Ikerbasque στο Donostia International Physics Center (DCIP) της Ισπανίας, όπου έγραψε ένα σημαντικό χαρτί για τους κβαντικούς υπολογιστές και τα χρηματοοικονομικά. «Υπάρχουν πολλά διαφορετικά μέρη όπου ο κβαντικός υπολογισμός μπορεί να βοηθήσει στη χρηματοδότηση», πρόσθεσε ο Orus.
Καθώς μεγάλο μέρος του χρηματοοικονομικού κλάδου επικεντρώνεται στην ανάλυση μεγάλων δεξαμενών ακατέργαστων προϊόντων ημερομηνία και εξάγοντας διάφορα συμπεράσματα, ο κβαντικός υπολογισμός μπορεί να βελτιώσει σημαντικά αυτή τη διαδικασία. Καθώς οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν αλγόριθμους για την εκτέλεση πολλαπλών υπολογισμών ταυτόχρονα, μπορούν να παράγουν αποτελέσματα με ταχύτερο ρυθμό, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για την εμπορία που συμβαίνει με γοργούς ρυθμούς στα χρηματιστήρια. Οι απαντήσεις που δίνουν οι κβαντικοί υπολογιστές είναι επίσης μοναδικές από τους κλασσικούς υπολογιστές, δίνοντας και άλλα πλεονεκτήματα. «Όπως η κβαντική φυσική, είναι πιθανολογικός αντί ντετερμινιστική», εξήγησε ο α 2020 άρθρο από την McKinsey& Company. "[Αυτό σημαίνει] ότι μπορούν να διαφέρουν ακόμη και όταν η είσοδος είναι η ίδια." Αυτές οι διάφορες εισροές είναι ιδιαίτερα σημαντικές για προβλήματα βελτιστοποίησης, οικονομικές προσομοιώσεις, ανίχνευση απάτης και πρόβλεψη αγοράς, όλες οι διαδικασίες που οι τράπεζες και άλλα χρηματοπιστωτικά ιδρύματα χρησιμοποιούν σε καθημερινή βάση.
Διαβάζοντας τις προσομοιώσεις του Μόντε Κάρλο
Μία από τις πιο κοινές προσομοιώσεις βελτιστοποίησης, ειδικά για χρηματοοικονομικά χαρτοφυλάκια, είναι η Μόντε Κάρλο προσομοίωση. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί μια τυχαία δειγματοληψία εισροών για να λύσει ένα στατιστικό πρόβλημα, με την προσομοίωση να δίνει μια οπτική λύση σε αυτό το πρόβλημα. «Στον χρηματοοικονομικό τομέα, αυτές οι προσομοιώσεις Monte Carlo χρησιμοποιούνται συνήθως για προσομοίωση ακραίων καταστάσεων και αξιολόγηση πιστωτικού κινδύνου, αλλά είναι δαπανηρές, χρονοβόρες και απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ιπποδύναμη», εξήγησε. Zapata ComputingChief Marketing Officer Κάθριν Λόντεργκαν. Επειδή η προσομοίωση Monte Carlo μπορεί να χρησιμοποιήσει διάφορες εισόδους, έχει χρησιμοποιηθεί από διάφορες κβαντικές εταιρείες για να δοκιμάσουν την τεχνολογία τους. Η Zapata Computing, μια κορυφαία στην αγορά κβαντική εταιρεία με έδρα τον Καναδά, δημοσίευσε πρόσφατα ένα χαρτί επικεντρώθηκε στη χρήση αυτής της προσομοίωσης για προσαρμογές πιστωτικής αποτίμησης. «Η δουλειά μας με BBVA [μια παγκόσμια τράπεζα] διερευνά τη δυνατότητα κβαντικού πλεονεκτήματος για περιπτώσεις χρήσης του Μόντε Κάρλο, συμπεριλαμβανομένης της προσαρμογής της πιστωτικής αποτίμησης (CVA) και της τιμολόγησης παραγώγων», δήλωσε ο Λόντεργκαν. «Οι τράπεζες, όπως η BBVA, διερευνούν ενεργά τρόπους για να κάνουν αυτές τις προσομοιώσεις λιγότερο χρονοβόρες μέσω κβαντικών υπολογιστών».
Άλλες χρηματοοικονομικές διεργασίες που μπορεί να εφαρμοστούν στον κβαντικό υπολογισμό για να περιλαμβάνουν τον εντοπισμό απάτης και τις προβλέψεις αγοράς. Τα χρηματοπιστωτικά ιδρύματα χρησιμοποιούν ήδη αλγόριθμους μηχανικής μάθησης για να βοηθήσουν σε αυτές τις καταστάσεις, αλλά στο μέλλον ενδέχεται να υιοθετήσουν κβαντική μηχανική μάθηση για να βελτιώσουμε ακόμα περισσότερο τα πράγματα. «Με τον κβαντικό υπολογιστή, μπορείτε να βελτιώσετε τους αλγόριθμους μηχανικής μάθησης», είπε ο Orus. Για περιπτώσεις με ζωντανές ροές δεδομένων, όπως σε δόλιες συναλλαγές, η κβαντική μηχανική εκμάθηση μπορεί να είναι σε θέση να επεξεργάζεται τα δεδομένα με ταχύτερο ρυθμό, συμβάλλοντας στη διατήρηση των οικονομικών διαδικασιών πιο ασφαλείς και αποτελεσματικές.
Quantum Annealing and the Finance Industry
Ενώ ο κβαντικός υπολογισμός θα ωφελήσει αναμφίβολα τη χρηματοοικονομική βιομηχανία, η κβαντική ανόπτηση συγκεκριμένα θα παίξει τον δικό της σημαντικό ρόλο. «Η κβαντική ανόπτηση είναι ένα συγκεκριμένο μοντέλο κβαντικού υπολογισμού», εξήγησε ο Orus, «[Έτσι, είναι] κατασκευασμένο για να λύνει μόνο ένα συγκεκριμένο πρόβλημα, το οποίο είναι βελτιστοποίηση. Έτσι, μπορεί να έχετε μια συνάρτηση κόστους που πρέπει να ελαχιστοποιήσετε, τον κίνδυνο ενός χαρτοφυλακίου περιουσιακών στοιχείων, για παράδειγμα. Αυτό είναι το είδος του προβλήματος που μπορείτε να λύσετε με την κβαντική ανόπτηση». Εταιρείες όπως D-κύμα ή Lockheed Martin αναπτύσσουν ήδη κβαντικούς ανόπτες, πολλοί από τους οποίους μπορεί να χρησιμοποιηθούν από χρηματοπιστωτικά ιδρύματα. Επειδή πολλά προβλήματα στον χρηματοοικονομικό κλάδο συνεπάγονται βελτιστοποίηση, οι κβαντικοί ανόπτες θα προσθέσουν οφέλη σε ένα ευρύτερο φάσμα εφαρμογών από αυτό που μπορεί να αναμένεται. «Ακόμη και για την προσομοίωση ορισμένων οικονομικών μοντέλων, μπορείτε επίσης να το κάνετε αυτό μέσω κβαντικής ανόπτησης», πρόσθεσε ο Orus. «Για παράδειγμα, να βρεθεί οικονομική ισορροπία, η οποία είναι απλώς ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης».
Αν και ο κβαντικός υπολογιστής θα προσθέσει πολλά πλεονεκτήματα στον χρηματοπιστωτικό τομέα, υπάρχουν πολλά στάδια πριν αυτή η τεχνολογία μπορεί να υιοθετηθεί ευρύτερα. «Το να αναζητάς αυξητικό πλεονέκτημα με τους κβαντικούς υπολογιστές στα χρηματοοικονομικά θα είναι πρόκληση», δήλωσε ο Londergan. «Διαπιστώσαμε ότι οι οικονομικοί πελάτες μας είναι πολύ προηγμένοι στην αξιοποίηση της δύναμης της τεχνητής νοημοσύνης και της ML, επομένως συνεργαζόμαστε σε περιπτώσεις βραχυπρόθεσμης χρήσης όπου μπορούμε να έχουμε ένα αυξητικό πλεονέκτημα». Αν και η επίτευξη αυτού του πλεονεκτήματος μπορεί να πάρει κάποιο χρόνο, άλλοι ειδικοί όπως η Orus εξετάζουν μερικές από τις άμεσες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η κβαντική βιομηχανία. «Νομίζω ότι το κύριο μειονέκτημα είναι η ανάπτυξη του υλικού», είπε. «Οι επεξεργαστές που έχουμε σήμερα είναι ακόμα σχετικά μικρού μεγέθους και θορυβώδεις». Μόλις βελτιωθεί το υλικό και μπορέσει να κλιμακωθεί, αυτή η καινοτόμος τεχνολογία ελπίζουμε ότι θα μπορεί να υιοθετηθεί πιο εύκολα.
Υπάρχουν όμως και βήματα που θα πρέπει να λάβουν τα χρηματοπιστωτικά ιδρύματα για να υιοθετήσουν τον κβαντικό υπολογισμό. Όπως εξήγησε ο Londergan: «Για να επιτύχουν στην υιοθέτηση του κβαντικού, τα χρηματοπιστωτικά ιδρύματα θα πρέπει να είναι ευέλικτα αρθρωτά και να έχουν μια μπροστινή συμβατή προσέγγιση για τη δημιουργία εφαρμογών με δυνατότητα κβαντικής λειτουργίας. Αυτό σημαίνει ότι οι αλγόριθμοι, οι ροές δεδομένων και τα κβαντικά κλασσικά backends υλικού μπορούν εύκολα να ανταλλάσσονται μέσα και έξω — χωρίς «αντικατάσταση και αντικατάσταση» της υπολογιστικής υποδομής». Μαζί με αυτήν την ευέλικτη νοοτροπία, οι τράπεζες και άλλα ιδρύματα μπορεί να χρειαστεί να αλλάξουν το χρονοδιάγραμμα για το πότε θα εφαρμόσουν αυτήν την τεχνολογία, καθώς μπορεί να χρειαστεί λίγος χρόνος. «Αξίζει να επισημάνουμε ότι ο Zapata πιστεύει ότι οι μεγάλες προσομοιώσεις, όπως αυτές οι περιπτώσεις χρήσης του Μόντε Κάρλο, έχουν περάσει πάνω από μια δεκαετία», πρόσθεσε ο Londergan.
Άλλοι ειδικοί όπως ο Orus πιστεύουν ότι η ευρεία υιοθέτηση του κβαντικού υπολογισμού είναι στην πραγματικότητα πολύ πιο κοντά. "Έχει ήδη αρχίσει να διεισδύει στη βιομηχανία", δήλωσε ο Orus. «Αρχίζουμε να βρίσκουμε, ουσιαστικά, τις πρώτες θήκες χρήσης στην πραγματική ζωή. Έτσι, θα έλεγα στα επόμενα δύο, τρία χρόνια, η μεγάλη πλειοψηφία των μεγάλων τραπεζών θα έχει τουλάχιστον κάποια κβαντική λύση στην παραγωγή».
Ο Kenna Hughes-Castleberry είναι συγγραφέας προσωπικού στο Inside Quantum Technology και Επιστήμονας Επικοινωνίας στο JILA (μια συνεργασία μεταξύ του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder και του NIST). Τα συγγραφικά της beats περιλαμβάνουν τη βαθιά τεχνολογία, το μετασύμπαν και την κβαντική τεχνολογία.
