量子计算：它可以为金融业带来超强动力，也可以毁掉金融业
最近一个工作日（5月27日），两家重量级的量子计算软件公司推出了两项创新性的算法方案。这些新方法不仅显著加快了量子计算的发展速度，并且进一步推动了这一领域在实际应用中的重要进展。
在此背景下两家企业均表示量子计算的发展令人不安其是否代表机遇与挑战？
1. 剑桥量子计算公司
剑桥量子计算公司 (CQC) 最近正式宣布发现了新型算法[1]，该算法能够显著提升对量子蒙特卡罗积分的处理速度。经过这一改进后所节省的时间总量达到了显著的优势水平，并且这一改进也有力地证明了在金融领域中应用 quantum computing 将会发挥出其独特价值
蒙特卡洛积分 (Monte Carlo integration) 是一种通过基于采样的均值计算来实现概率分布期望值的数值近似方法。其作为现代计算架构的核心技术，在众多领域中发挥着关键作用。
蒙特卡罗积分广泛应用于金融风险评估、药物研发、供应链优化以及多种商业和科学领域中；然而，在当今的计算系统中通常需要持续几个小时的时间才能完成这样的积分计算。
而如今,CQC采用了一种算法应对这一重大历史性难题,并说明了如何实现量子优势
该算法的研究成果以"量子蒙特卡罗积分：在低电路深度中实现完全优势"（Quantum Monte Carlo Integration: Achieving the Complete Advantage at Low Circuit Depths）为题，在arXiv平台发布并标记为编号2[2]
图1｜CQC算法的论文（来源：arXiv）
论文中提出了一种新的量子蒙特卡罗积分方法，在完全不需在量子计算机上执行任何算术运算或计算量子傅里叶变换的情况下就可实现完全保留全部的量子优势。而在此前的所有量子蒙特卡罗积分方法中均无法同时满足这些必要条件。
Steven Herbert, a senior researcher at CQC, published this paper. From its revolutionary significance perspective, the newly proposed algorithm not only extends quantum Monte Carlo integration but also possesses application prospects in the NISQ era (i.e., noisy intermediate-scale quantum devices) and beyond.
Herbert表示,他已经能够实现了以前"白日梦"般的量子加速,而这也是现有量子蒙特卡罗积分算法所无法实现的.原因在于这些算法需要巨大的计算资源,导致现有方法难以应用.
图2｜现处NISQ时代（来源：量子客）
2. Zapata计算公司
西班牙外换银行（BBVA）与美国量子计算软件初创公司Zapata Computing宣布了其合作研究成果[3]。该研究着重探讨如何将量子算法应用于蒙特卡罗方法，并在此基础上能够预测在随机环境下不同变量的演进过程[4]
虽然这种技术有潜力,但为了利用其计算能力来计算衍生品的价格并进行相应的价值评估,仍需进一步完善现有的硬件设施
该行并非首次运用量子技术
该行并非首次运用量子技术
该行并非首次运用量子技术
该行并非首次运用量子技术
该行并非首次运用量子技术
该行并非首次运用量子技术
图3｜西班牙外换银行BBVA（来源：BBVA）
而此次的研究项目由BBVA墨西哥分行的量化与商业解决方案部门主管Andrea Cadarso领导.Cadarso表示,BBVA希望了解量子计算是否有潜力优化其计算方法.研究初期阶段可聚焦于具体的蒙特卡罗模拟问题,例如信用估值调整(CVA).
长期以来确定某些衍生产品的估值与定价都是一项具有挑战性的任务.Cadarso表示为此难度重重.因为在此类情形下需要考虑一些额外的成本因素例如违约风险的存在概率.
自2007年全球金融危机以来,新的监管措施推动人们在金融协议中对这些类型的信贷风险进行评估。BBVA与Zapata计算公司的研究之所以应运而生,则是因为该银行认识到量子计算将在这一类复杂计算领域带来巨大的应用前景.
项目组发现了，在与传统蒙特卡罗方法的比较中，在目前阶段这种量子蒙特卡罗方法不具备显著的优势。
图4｜(最左) Andrea Cadarso（来源：QC Ware）
然而按照Cadarso的说法，在高精度水平上就出现了显著的提升。在BBVA与Zapata的文章中提出了一个创新的方法用于线路构建，并且这种方法能够带来更为积极的结果[6]
在构建与优化量子线路的过程中，在伴随着纠错技术的进步下，在此次研究的结果可能随之发生转变的基础上，在此之后计划将这些方法延伸至金融领域中的其他实际问题及应用场景中，并将其与其现有的经典算法进行对比分析以期发现潜在的优势
Escolástico Sánchez坚定不移地表示，BBVA不仅持续关注并投入了大量资源于量子技术的研发与应用，并且正在致力于组建一支专业的量子团队。现正吸引和招募各领域的专业人士加入这一进程，在确保解决方案符合当前业务需求的同时推动相关研究的深入发展。
3. 机遇与挑战
任何新兴技术都不可能完美无缺，在量子计算领域也难逃这一缺陷。这项革命性技术凭借先进的风险建模与高效的交易处理能力，在金融领域带来根本性的革新，并引起了包括巴克莱银行、西班牙央行以及高盛等机构对量子计算技术的深入研究
同样地，在心机深沉的情况下（即心怀不轨），若某些组织借助量子计算机来破译他人通信，则可能会对无意中被涉及的目标组织构成严重威胁
处理能力呈现出爆炸性增长的趋势吸引了稳定的投资活动。本周加拿大光量子计算初创公司Xanadu完成了1亿美元的B轮融资（参阅：美国中情局对光量子技术持积极态度,Xanadu正式完成了1亿美元B轮融资）。于3月宣布了20亿美元战略性的上市计划（参阅：深入解析IonQ成为首家 quantum computing公司的上市故事是否值得投资？）
最近的一项研究显示，在证券结算领域首次将量子计算技术应用于实证分析。该研究的核心成果体现在首次成功运行一种专门用于证券交易结算的算法。尽管测试样本量相对较小……然而巴克莱银行团队证实这一概念验证不仅达到了预期效果而且具备可行性[7]
图片5展示了 IBM Quantum Computing Vice President Jay Gambetta 正在使用平板电脑进行 IBM Qiskit 操作（来源 IBM）。
高盛也与量子计算初创公司QC Ware合作开展了一项调研项目[8]。研究结果表明，在向一些有兴趣从事复杂衍生品交易的客户报价时，并不需要预先投入数小时的时间进行计算[9]。
然而，在此之前尚未有人公开发表利用量子计算机进行常规银行业务的应用方案。由于量子计算机在运行过程中不可避免地会遇到各种问题，在实际应用中其稳定性仍需进一步验证和完善。
技术人员希望在接下来的五年至十年内产出稳定可靠的机器；同时，反对者表示他们过去十多年来听到这种说法已经感到极为不耐烦。
批评者众多指指点点，并不包括美国国家标准技术研究院 (NIST)。对量子技术抱有过度乐观的态度的同时也表现出过度的担忧，并长期致力于制定新的加密标准以防止现代加密系统被量子计算机破解。据称表示为埃森哲高级董事总经理David Treat的观点指出：除非引入新的标准方案，则结果可能导致严重的后果。
居心叵测之人可能已经正在偷取他们希望将来解码的加密数据, 企业应当更加重视量子计算, 视其为机遇与挑战并存的机会
图6｜保护敏感的电子信息免受量子计算机威胁的竞赛（来源：NIST）
参考链接：
[2]https://arxiv.org/abs/2105.09100
the bbva and zapata computing study highlights the potential of quantum computing in derivative calculations.
[4]https://www.zapatacomputing.com/publications/quantum-algorithm-cva/
BBVA actively explores the quantum advantage within the financial sectors, aiming to achieve a competitive edge in today's global market landscape.
[6]https://www.zapatacomputing.com/wp-content/uploads/2021/05/2105.12087.pdf
该平台的Maryam丁正致力于通过分布式账本技术和量子计算来重塑金融领域
[8]https://qcware.com/news/press-release-april-29/
[9]https://arxiv.org/abs/2012.03348
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