На порозі фінансової революції: Світ робить ставку на квантові обчислення

На порозі фінансової революції: Світ робить ставку на квантові обчислення

Оригінал на сайті The Economist

Фінансова індустрія має тривалі і вигідні відносини з комп'ютерними обчисленнями. Ще на ранньому етапі вона почала використовувати все - від універсальних ЕОМ до штучного інтелекту. В останнє десятиліття проведено більше високочастотних трейдингових угод за допомогою складних алгоритмів, ніж за участю людей. Тепер великі банки поклали око на квантові обчислення - ще одну передову технологію.

Розроблена фізиками в 1980-ті роки концепція полягає в тому, що контрінтуїтивні якості квантової механіки можуть дозволити створити такі комп'ютери, які зможуть проводити обчислення, недоступні жодній неквантовій машині. Ця обіцянка починає поступово виконуватися. Такі комп'ютерні гіганти, як "Гугл" і "Ай-бі-ем", а також ціла низка дрібніших їхніх суперників, створюють і вдосконалюють квантові апаратні засоби.

Квартові комп'ютери не в усьому будуть випереджати своїх класичних конкурентів. Однак значна частина математичних обчислень, в яких вони будуть показувати блискучі результати, викликають інтерес у банкірів. На конференції, що відбулася 10 грудня, Вільям Зенг, голова відділу квантових досліджень банку Goldman Sachs, повідомив присутнім, що квантові комп'ютерні обчислення можуть мати "революційний" вплив на банки, а також на фінанси у ширшому сенсі.

Багато фінансових обчислень зводяться до оптимізації проблем, а саме в цьому і сильні квантові комп'ютери, вважає Марко Пістойя, глава дослідницького підрозділу банку JPMorgan Chase, який раніше багато років пропрацював у компанії "Ай-бі-ем". Орієнтовані на квантові комп'ютери фахівці з біржового кількісного аналізу сподіваються, що ці машини дозволять збільшити прибуток шляхом прискорення оцінки активів, пошуку вигідніших портфелів, а також зроблять точнішими алгоритми навчання самих машин.

Проведене в липні нинішнього року іспанським банком bbva дослідження свідчить, що квантові комп'ютери можуть прискорити процес оцінки кредитоспроможності, визначити можливості для скупівлі акцій з метою подальшого перепродажу, а також прискорять так зване імітаційне моделювання за допомогою методу Монте-Карло (Monte Carlo simulations), який широко використовується у фінансовій галузі для моделювання можливої поведінки ринків.

Фінанси - не єдина галузь, яка розраховує отримати вигоду навіть від невеликих і нестабільних квантових комп'ютерів, які доступні наразі, дуже багато секторів промисловості — від аерокосмічної до фармацевтичної — також розраховують скористатися "квантовою перевагою". Однак є всі підстави вважати, що саме фінанси зможуть першими знайти такий спосіб. Майк Бірчук зі стартапу q-ctrl, що займається створенням програмного забезпечення для квантових комп'ютерів, вказує на те, що новий фінансовий алгоритм може бути застосований швидше, ніж новий промисловий процес. Розмір фінансових ринків означає, що навіть невелика перевага дозволить отримати багато грошей.

Банки теж вкладаються в експертизу. Такі банки, як bbva, Citigrou, "Джей-Пі Морган" і Standard Chartered, створили дослідницькі команди, а також підписали угоди з комп'ютерними фірмами. Експерти консалтингової фірми Boston Consulting Group вважають, що банки і страховики в Америці та у Європі, за даними на червень поточного року, найняли на роботу понад 115 експертів — це велика кількість, навіть в академічній сфері, для такої вузької спеціалізації. "У нас більше докторів фізичних і математичних наук, ніж у деяких великих університетах", - іронічно зауважує Олексій Кондратьєв, голова відділу з аналізу даних банку "Стандард чартед". Стартапи теж вивчають наявні можливості.

Енріке Лісазо з компанії Multiverse Computing вважає, що за допомогою потужних квантових алгоритмів можна ефективніше виявляти шахрайські схеми і робити це в сто разів швидше, ніж за використання наявних можливостей. Ця фірма також проводить експерименти з оптимізацією інвестиційних портфелів, в рамках яких аналітики намагаються визначити інвестиційні стратегії, які ефективно працюють. Експерти з Multiverse Computing проаналізували рішення, які було ухвалено реальними трейдерами одного банку. Завдання полягало в тому, щоб протягом року визначити найвигідніше поєднання з 50 активів з певними обмеженнями, зокрема щодо кількості укладених угод.

У підсумку з'явилося завдання, що має таку кількість можливих варіантів рішення, яке перевищує загальну кількість атомів видимого світу. Насправді банківські трейдери за допомогою моделей, запущених на звичайних комп'ютерах, домагалися річного доходу в 19%. Залежно від показників волатильності, інвестори були готові з цим миритися, тоді як алгоритми фірми Multiverse Computing дозволяли отримати дохід в діапазоні від 20% до 80% — хоча вони в підсумку не зробили висновку про явну перевагу квантових методів.

Однак не всі потенційні можливості використання дають такі блискучі результати. Імітаційне моделювання за допомогою методу Монте-Карло часто використовується за проведення регуляторами стрес-тестів. Крістофер Савуа з розташованої в Бостоні фірми Zapata, що займається квантовими комп'ютерними обчисленнями, згадує слова керівника одного банку, який у бесіді з ним сказав: "Не приносьте мені торгові алгоритми, дайте мені рішення щодо американського регуляторного стрес-тесту "Загальний аналіз і огляд капіталу" (Comprehensive Capital Analysis and Review — ccar). Ці речі з'їдають половину мого комп'ютерного бюджету".

Все це вельми багатонадійні напрямки. Однак квантові фінансисти визнають, що сьогодні обмеженням є апаратна частина. "Поки ми ще не можемо провести обчислення в таких масштабах, за яких квантові машини забезпечували б реальні переваги порівняно з класичними", — говорить пан Бірчук. Один із грубих методів оцінки продуктивності квантових комп'ютерів полягає в кількості "кубіт "(qubits), що є аналогом "біт" двійкового розряду 1 або 0 в класичному комп'ютері. Під час розв'язання багатьох проблем квантовий комп'ютер з тисячами стабільних кубіт, як вже доведено, працює набагато швидше від будь-якої наявної неквантової машини, — але річ у тім, що поки їх просто немає.

Поки ця галузь змушена задовольнятися невеликими і нестабільними пристроями, які здатні проводити обчислення всього протягом дуже малої частки секунди, а потім ці системи руйнуються. Джон Прескілл з Каліфорнійського технологічного інституту (California Institute of Technology) позначає такі машини за допомогою слова "шусмакк" (галасливі середнього масштабу квантові комп'ютери; nisqs — Noisy, Intermediate-Scale Quantum computers).

Банкіри працюють над тим, як забезпечити проведення обчислень на таких комп'ютерах. Пан Зенг із банку "Голдман" вказав, що вимоги до комп'ютерних ресурсів, необхідних для запуску квантових алгоритмів, вже знижено, оскільки програмісти вдосконалюють свої методи. Пан Пістойя відсилає нас до статей, написаних членами його команди за підсумками робіт з визначення можливості проведення корисних фінансових обчислень навіть на невеликих машинах.

Якоїсь миті ці програмісти зустрінуться на півдорозі з виробниками "заліза". У 2019 році компанія "Гугл" першою продемонструвала "квантову перевагу" (quantum supremacy), використавши для цього 53-кубітну шусмакк-машину, яка за одну хвилину виконала стільки операцій, що навіть найшвидшому суперкомп'ютеру у світі знадобилося б для цього понад 10 тисяч років. Компанія "Ай-бі-ем", яка вклала значні кошти в розробку квантових комп'ютерів, вважає, що вона вже до 2023 року зможе створити 1000-кубітну машину. Фахівці і "Ай-бі-ем" і "Гугл" говорять про те, що до кінця нинішнього десятиліття буде створено вже машини з мільйоном кубіт.

Коли ж може відбутися фінансова революція? За словами пана Савуа, прості алгоритми можуть почати використовуватися протягом найближчих 18 місяців, і, найімовірніше, на ранньому етапі вони будуть застосовуватися під час оцінювання кредитоспроможності. На думку пана Кондратьєва, термін у три-п'ять років є більш реалістичним. Однак, на думку одного спостерігача, вирішальне значення має та обставина, що ніхто не хоче запізнитися на це свято. Всіх турбує те, що хтось, хто першим опинився у цих перегонах, зможе вибрати такий варіант: непомітно почати отримувати всю вигоду і не оголошувати про це всьому світу. Зрештою, як вважає пан Бірчук, "саме так почалася високочастотна торгівля".

Переклад ІноЗМІ

Редакція може не погоджуватися з думкою автора. Якщо ви хочете написати в рубрику "думка", ознайомтеся з правилами публікацій і пишіть на [email protected]