By Kenna Hughes-Castleberry geplaatst 30 sep 2022
Van de vele industrieën waar quantum computing zeker van zal profiteren, is de financiële sector een van de grootste. “In wezen hebben alle grote banken nu hun eigen kwantumteam”, legt hij uit Romeinse Orus, de medeoprichter en Chief Scientific Officer van Multiverse computers, een toonaangevend kwantumsoftwarebedrijf. Orus is ook Ikerbasque Research Professor aan het Spaanse Donostia International Physics Center (DCIP), waar hij een invloedrijk boek schreef papier over kwantumcomputers en financiën. “Er zijn veel verschillende plaatsen waar kwantumcomputing kan helpen in de financiële wereld”, voegde Orus eraan toe.
Een groot deel van de financiële sector is gefocust op het analyseren van grote hoeveelheden grondstoffen gegevens en door verschillende conclusies te trekken, kan quantum computing dit proces aanzienlijk verbeteren. Omdat kwantumcomputers algoritmen gebruiken om meerdere berekeningen tegelijk uit te voeren, kunnen ze sneller resultaten opleveren, wat cruciaal is voor de handel dat gebeurt in een snel tempo op de aandelenmarkten. De antwoorden die kwantumcomputers geven zijn ook uniek ten opzichte van klassieke computers en bieden andere voordelen. “Net als de kwantumfysica zijn ze dat ook probabilistische dan deterministisch”, legde A uit 2020 artikel van McKinsey & Company. “[Dit betekent] dat ze kunnen variëren, zelfs als de invoer hetzelfde is.” Deze verschillende inputs zijn vooral belangrijk voor optimalisatieproblemen, financiële simulaties, fraudedetectie en marktvoorspellingen, allemaal processen waar banken en andere financiële instellingen dagelijks gebruik van maken.
Monte Carlo-simulaties lezen
Een van de meest voorkomende optimalisatiesimulaties, vooral voor financiële portefeuilles, is de Monte Carlo simulatie. Deze methode maakt gebruik van een willekeurige steekproef van inputs om een statistisch probleem op te lossen, waarbij de simulatie een visuele oplossing voor dit probleem geeft. “In de financiële sector worden deze Monte Carlo-simulaties vaak gebruikt voor stresstests en kredietrisicobeoordeling, maar ze zijn duur, tijdrovend en vereisen veel rekenkracht”, legt hij uit. Zapata-computers'Chief Marketing Officer Katherine Londergan. Omdat de Monte Carlo-simulatie verschillende inputs kan gebruiken, is deze door verschillende kwantumbedrijven gebruikt om hun technologie te testen. Zapata Computing, een toonaangevend kwantumbedrijf gevestigd in Canada, heeft onlangs een papier concentreerde zich op het gebruik van deze simulatie voor aanpassingen van de kredietwaardering. “Ons werk met BBVA [een mondiale bank] onderzoekt het potentieel van kwantumvoordeel voor gebruiksscenario's in Monte Carlo, waaronder aanpassing van de kredietwaardering (CVA) en de prijsstelling van derivaten”, aldus Londergan. “Banken onderzoeken, net als BBVA, actief manieren om deze simulaties met behulp van kwantumcomputers minder tijdrovend te maken.”
Andere financiële processen waarop quantum computing kan worden toegepast, zijn onder meer fraudedetectie en marktvoorspellingen. Financiële instellingen maken al gebruik van machine learning-algoritmen om in deze situaties te helpen, maar kunnen dit in de toekomst ook gaan doen Quantum machine learning om de zaken nog meer te verbeteren. “Met de kwantumcomputer kun je machine learning-algoritmen verbeteren”, zegt Orus. In gevallen met live datastromen, zoals bij frauduleuze transacties, kan quantum machine learning de gegevens mogelijk sneller verwerken, waardoor financiële processen veiliger en efficiënter blijven.
Kwantumgloeien en de financiële sector
Hoewel kwantumcomputing ongetwijfeld de financiële sector ten goede zal komen, zal kwantumgloeien specifiek zijn eigen belangrijke rol spelen. “Kwantum-gloeien is een specifiek model van kwantumberekeningen,” legde Orus uit. “Het is dus gebouwd om slechts één specifiek probleem op te lossen, namelijk optimalisatie. Het kan dus zijn dat u een kostenfunctie heeft die u moet minimaliseren, bijvoorbeeld het risico van een portefeuille met activa. Dit is het soort probleem dat je kunt oplossen met kwantumgloeien.” Bedrijven vinden het leuk D-Wave of Lockheed Martin ontwikkelen al kwantum-gloeiapparaten, waarvan er vele door financiële instellingen kunnen worden gebruikt. Omdat veel problemen binnen de financiële sector optimalisatie met zich meebrengen, zullen kwantum-annealers voordelen toevoegen aan een breder scala aan toepassingen dan men zou verwachten. “Zelfs voor de simulatie van bepaalde economische modellen kun je dit ook doen via kwantumgloeien”, aldus Orus. “Bijvoorbeeld om economisch evenwicht te vinden, wat slechts een optimalisatieprobleem is.”
Hoewel quantum computing veel voordelen zal toevoegen aan de financiële sector, zijn er nog veel fasen voordat deze technologie op grotere schaal kan worden toegepast. “Het zoeken naar stapsgewijze voordelen met kwantumcomputers in de financiële wereld zal een uitdaging zijn”, aldus Londergan. “We hebben gemerkt dat onze financiële klanten zeer geavanceerd zijn in het benutten van de kracht van AI en ML, dus werken we samen aan gebruiksscenario’s voor de korte termijn waarin we een stapsgewijs voordeel kunnen behalen.” Hoewel het enige tijd kan duren om dit voordeel te bereiken, kijken andere experts zoals Orus naar enkele van de directe uitdagingen waarmee de kwantumindustrie wordt geconfronteerd. "Ik denk dat de grootste tegenslag de ontwikkeling van de hardware is", zei hij. “De processors die we tegenwoordig hebben zijn nog relatief klein van formaat en maken veel lawaai.” Zodra de hardware is verbeterd en kan worden geschaald, zal deze innovatieve technologie hopelijk gemakkelijker toepasbaar zijn.
Maar er zijn ook stappen die financiële instellingen moeten nemen om quantum computing te adopteren. Zoals Londergan uitlegde: “Om te slagen in de adoptie van quantum, zullen financiële instellingen flexibel modulair moeten zijn en een voorwaarts compatibele aanpak moeten hebben voor het bouwen van quantum-gebaseerde applicaties. Dit betekent dat algoritmen, datastromen en quantum-klassieke hardware-backends eenvoudig in en uit kunnen worden gewisseld, zonder dat de computerinfrastructuur hoeft te worden geript en vervangen.” Samen met deze flexibele mentaliteit moeten banken en andere instellingen mogelijk de tijdlijn wijzigen waarop zij deze technologie implementeren, omdat dit enige tijd kan duren. "Het is de moeite waard om erop te wijzen dat Zapata gelooft dat grote simulaties, zoals deze gebruiksscenario's in Monte Carlo, al meer dan tien jaar op de markt zijn", voegde Londergan eraan toe.
Andere experts zoals Orus geloven dat de wijdverbreide adoptie van quantum computing eigenlijk veel dichterbij is. “Het begint al door te dringen in de industrie,” zei Orus. “We beginnen in wezen de eerste praktijkvoorbeelden te vinden. Ik zou dus zeggen dat in de komende twee, drie jaar een grote meerderheid van de grote banken op zijn minst een kwantumoplossing in productie zal hebben.”
Kenna Hughes-Castleberry is een stafschrijver bij Inside Quantum Technology en de Science Communicator bij JILA (een samenwerking tussen de University of Colorado Boulder en NIST). Haar schrijfritmes omvatten deep tech, de metaverse en kwantumtechnologie.
