На пороге финансовой революции: Мир делает ставки на квантовые вычисления
Из открытых источников
Original on The Economist
Финансовая индустрия имеет длительные и выгодные отношения с компьютерными вычислениями. Раньше она начала использовать все - от компьютеров общего назначения до искусственного интеллекта. В последнее десятилетие торговля на высоких частотах стала осуществляться с помощью сложных алгоритмов, а не с помощью человека. Теперь большие банки смотрят на квантовые вычисления, еще одна передовая технология.
Концепция, разработанная физиками в 1980-х годах, заключается в том, что контринтуитивные качества квантовой механики могут позволить создавать компьютеры, способные выполнять вычисления, недоступные для любой неквантовой машины. Это обещание начинает постепенно выполняться. Компьютерные гиганты, такие как Google и IBM, а также ряд их более мелких соперников, строят и совершенствуют квантовое оборудование.
Квантовые компьютеры не будут опережать своих классических конкурентов во всём. Однако большая часть математических вычислений, в которых они будут блестяще работать, представляет интерес для банкиров. На конференции 10 декабря Уильям Зенг, руководитель отдела квантовых исследований Goldman Sachs, рассказал присутствующим, что квантовые вычисления могут оказать "революционное" влияние как на банки, так и на финансы в целом.
Многие финансовые вычисления сводятся к проблемам оптимизации, где квантовые компьютеры сильны, по словам Марко Пистойи (Marco Pistoia), главы отдела исследований компании JPMorgan Chase, которая ранее много лет работала в IBM. Количественные аналитики по квантовым компьютерам надеются, что эти машины увеличат прибыль за счет ускорения оценки активов, поиска более прибыльных портфелей и повышения точности собственных алгоритмов обучения.
Исследование, проведенное в июле этого года испанским банком bbva, показывает, что квантовые компьютеры могут ускорить процесс оценки кредитоспособности, определить возможности покупки акций для последующей перепродажи, а также ускорить так называемые симуляции Монте-Карло ("Монте-Карло"), которые широко используются в области финансов для моделирования возможного поведения рынков.
Финансы - не единственная отрасль, которая рассчитывает извлечь выгоду даже из маленьких и нестабильных квантовых компьютеров, доступных в настоящее время, многие отрасли промышленности - от аэрокосмической до фармацевтической - также рассчитывают воспользоваться "квантовым преимуществом". Однако есть все основания полагать, что именно финансы найдут такой путь первыми. Майк Бирчук из Quantum Computer Software Startup q-ctrl отмечает, что новый финансовый алгоритм может быть применен быстрее, чем новый промышленный процесс. Размеры финансовых рынков означают, что даже небольшое преимущество заработает много денег.
Банки также инвестируют в экспертизу. Такие банки, как bbva, Citigrou, JP Morgan и Standard Chartered создали исследовательские группы, а также подписали соглашения с компьютерными фирмами. Эксперты консалтинговой компании Boston Consulting Group считают, что банки и страховщики в Америке и Европе, по состоянию на июнь этого года, на столь узкую специальность наняли более 115 экспертов, большое количество, даже в академической сфере. "У нас больше докторов физики и математики, чем в некоторых крупных университетах", - отмечает Алексей Кондратьев, руководитель отдела аналитики данных Standard Chartered Bank, по иронии судьбы Стартапы также изучают существующие возможности.
Энрике Лизазо (Enrique Lisazo) из компании Multiverse Computing считает, что мощные квантовые алгоритмы могут быть использованы для более эффективного обнаружения мошеннических схем и делать это в сто раз быстрее, чем при использовании существующих возможностей. Эта фирма также экспериментирует с оптимизацией инвестиционных портфелей, в которых аналитики пытаются определить инвестиционные стратегии, которые работают эффективно. Эксперты из компании Multiverse Computing проанализировали решения, которые были приняты реальными трейдерами в одном банке. Задача состояла в том, чтобы определить наиболее прибыльную комбинацию из 50 активов в течение года с определенными ограничениями, в том числе и по количеству совершаемых сделок. В результате возникла проблема с таким количеством возможных решений, что оно превысило общее количество атомов в видимом мире. Фактически, банковские трейдеры, используя модели, работающие на обычных компьютерах, достигали годового дохода в 19%. В зависимости от волатильности инвесторы были готовы смириться с этим, в то время как алгоритмы мультиверсивных вычислений допускали доходность в диапазоне от 20% до 80% - хотя в конечном итоге они не пришли к выводу, что квантовые методы имеют явное преимущество. Однако не все потенциальные варианты использования дают такие блестящие результаты. Моделирование по методу Монте-Карло часто используется в нормативных стресс-тестах. Кристофер Савойя из бостонской фирмы Zapata, занимающейся квантовыми вычислениями, вспоминает слова одного из руководителей банка, который в разговоре с ним сказал: "Не приносите мне торговые алгоритмы, дайте мне решение для стресс-теста по регулированию США, комплексного анализа и обзора капитала (ccar)". Эти вещи съедают половину моего компьютерного бюджета".
Это все очень многообещающие направления. Тем не менее, квантовые финансисты признают, что сегодня ограничением является аппаратное обеспечение. "Мы пока не можем заниматься вычислениями в таком масштабе, при котором квантовые машины дают реальное преимущество перед классическими машинами", - говорит господин Бирчук. Один из грубых методов оценки производительности квантовых компьютеров - это количество "кубитов", которое в классическом компьютере аналогично "битам" двоичной цифры 1 или 0. При решении многих проблем уже доказано, что квантовый компьютер с тысячами стабильных квитов значительно быстрее любой существующей неквантовой машины - но дело в том, что их просто еще не существует.
На данный момент поле обходится маленькими и нестабильными устройствами, которые могут выполнять вычисления лишь за очень маленькие доли секунды, а затем эти системы рушатся. Джон Прескилл из Калифорнийского технологического института относится к таким машинам со словом "shusmacqs" (шумные, промежуточно-масштабируемые квантовые компьютеры; nisqs - шумные, промежуточно-масштабируемые квантовые компьютеры).
Банкиры работают над тем, как включить вычисления на таких компьютерах. Г-н Зенг из банка "Голдман" отметил, что требования к ресурсам компьютера, необходимым для работы квантовых алгоритмов, уже снижены, так как программисты совершенствуют свои методы. Г-н Пистойя ссылается на статьи, написанные членами его команды после работы по определению того, могут ли полезные финансовые вычисления выполняться даже на маленьких компьютерах.
В какой-то момент эти программисты встретятся на полпути с производителями оборудования. В 2019 году компания Google первой продемонстрировала "квантовое превосходство", используя 53-кубовую машину с шушмаком, которая за одну минуту выполнила столько операций, что даже самому быстрому суперкомпьютеру в мире на это понадобилось бы более 10 000 лет. Компания IBM, которая инвестировала значительные средства в разработку квантовых компьютеров, считает, что к 2023 году она сможет создать машину размером в 1000 кубических дюймов. Эксперты как IBM, так и Google говорят, что машины с миллионом кубиков будут созданы к концу этого десятилетия.
Когда может произойти финансовая революция? По словам г-на Савойи, простые алгоритмы могут начать использоваться в течение ближайших 18 месяцев, и, скорее всего, они будут использоваться на ранних стадиях оценки кредитоспособности. По словам Кондратьева, период от трех до пяти лет более реалистичен. Однако, по мнению одного из наблюдателей, решающим моментом является то, что никто не хочет опаздывать на этот праздник. Все опасаются, что тот, кто окажется первым в этой гонке, сможет выбрать такой вариант: спокойно начать получать все преимущества и не объявлять об этом всему миру. В конце концов, по словам господина Бирчука, именно так началась высокочастотная торговля.
-
Переведено InoSMi*
-
Редакция может не согласиться с мнением автора. Если вы хотите написать в колонке "Мнение", пожалуйста, ознакомьтесь с правилами публикации и напишите по адресу [email protected] .*
