產(chǎn)業(yè)導(dǎo)讀 | 量子計(jì)算如何精準(zhǔn)“滴灌”金融行業(yè)？

導(dǎo)讀

金融領(lǐng)域，交易和投資組合管理中的組合優(yōu)化問題復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，量子計(jì)算機(jī)得益于高性能的計(jì)算能力，有潛力找到比經(jīng)典機(jī)器更快、更精確的解決方案。隨著量子計(jì)算的發(fā)展，量子計(jì)算在金融服務(wù)領(lǐng)域的目標(biāo)預(yù)測(cè)、交易優(yōu)化和風(fēng)險(xiǎn)分析等方面將大放異彩。

今年，匯豐銀行和IBM宣布，雙方將合作探索量子計(jì)算在金融服務(wù)中的應(yīng)用。匯豐銀行將探索使用量子計(jì)算進(jìn)行定價(jià)和投資組合優(yōu)化應(yīng)用，在推進(jìn)匯豐銀行凈零目標(biāo)的同時(shí)，提升識(shí)別和解決欺詐行為等能力從而降低風(fēng)險(xiǎn)。

美國(guó)量子公司QC Ware與拉丁美洲最大的銀行Itaú Unibanco同期也宣布了銀行業(yè)量子算法合作開發(fā)的首批成果，這項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)四個(gè)月的合作目標(biāo)是探索量子計(jì)算是否有助于保留客戶。QC Ware開發(fā)了量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法，提高了目前預(yù)測(cè)客戶流失模型的準(zhǔn)確性。合作的持續(xù)目標(biāo)是了解量子算法的優(yōu)勢(shì)，幫助Itaú Unibanco準(zhǔn)備好在銀行業(yè)全面部署量子解決方案。

01量子計(jì)算與金融

隨著手機(jī)銀行、各類支付平臺(tái)、理財(cái)、網(wǎng)貸等數(shù)字化金融服務(wù)普及，基于安全可靠性的差異化金融服務(wù)對(duì)計(jì)算能力提出了更高要求。量子計(jì)算在此領(lǐng)域的多項(xiàng)業(yè)務(wù)中，已表現(xiàn)出非凡的商用潛能，具體涵蓋資產(chǎn)和風(fēng)險(xiǎn)管理、高頻交易、欺詐檢測(cè)、金融工程等方面。

02本源量子金融應(yīng)用本源量子圍繞金融領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)量子生態(tài)的構(gòu)建及其與金融產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，一直在探索量子計(jì)算在金融場(chǎng)景中的應(yīng)用。

在量子期權(quán)定價(jià)應(yīng)用中，用戶使用量子振幅估計(jì)相關(guān)算法，可快速獲得一個(gè)高置信度的預(yù)估價(jià)格；

通過量子期權(quán)策略應(yīng)用，用戶可直接使用量子線路對(duì)各種類單標(biāo)的期權(quán)策略的收益函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一處理并運(yùn)算；利用量子貝葉斯網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，可以在金融行業(yè)的股價(jià)預(yù)測(cè)、互聯(lián)網(wǎng)信息安全、系統(tǒng)異常監(jiān)控等領(lǐng)域進(jìn)行金融概率預(yù)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和故障溯因等；

VaR 值應(yīng)用可以計(jì)算給定置信水平下持有資產(chǎn)的預(yù)期最大損失量，用戶可提前規(guī)避金融風(fēng)險(xiǎn)；在投資組合優(yōu)化應(yīng)用中，用戶通過自行選定股票組合、投資風(fēng)險(xiǎn)偏好，便可得到最優(yōu)投資組合。03本源量子金融成果落地案例

建信金科

量子金融算法：開發(fā)出了VaR值計(jì)算和量子期權(quán)定價(jià)兩種金融應(yīng)用算法；

量子金融應(yīng)用基地：技術(shù)研究、人才培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目、金融應(yīng)用、金融標(biāo)準(zhǔn)制定。

中信銀行

引入量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)的量子貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，完美繼承貝葉斯網(wǎng)絡(luò)已有的功能，而且能夠充分發(fā)揮量子計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，大幅降低計(jì)算復(fù)雜度，并支持更大規(guī)模的模型。

新華財(cái)經(jīng)

新華財(cái)經(jīng)APP平臺(tái)集成量子金融應(yīng)用算法集合，向高端金融從業(yè)用戶群體展示量子算法優(yōu)越性。

相關(guān)回顧

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2021年2月，本源量子攜手建信金科共建量子金融應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，并以建信基金場(chǎng)景為依托，推出國(guó)內(nèi)首批量子金融應(yīng)用——“量子期權(quán)定價(jià)應(yīng)用”和“量子VaR值計(jì)算應(yīng)用”，是國(guó)內(nèi)金融領(lǐng)域?qū)α孔佑?jì)算加速能力的首次嘗試，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)量子金融行業(yè)算法從0到1、量子金融應(yīng)用從無到有等多方面多層次的突破。

2021年4月，本源量子聯(lián)合建信金科、中金公司、東方證券、銀聯(lián)商務(wù)、建銀國(guó)際成立了全國(guó)首個(gè)量子金融產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，目前中信、民生等金融機(jī)構(gòu)相繼加入，共同探索量子計(jì)算在金融領(lǐng)域的應(yīng)用研究。同月，本源量子與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)際金融研究院、中國(guó)建設(shè)銀行聯(lián)合主辦全國(guó)首屆量子金融創(chuàng)新賽道班，吸引了來自全國(guó)十余家金融頭部企業(yè)的參與，從理論到實(shí)踐全面賦能，為金融行業(yè)培養(yǎng)量子計(jì)算應(yīng)用創(chuàng)新人才。

2021年6月，本源量子正式推出金融概率預(yù)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和故障溯因新工具——量子貝葉斯算法應(yīng)用程序，填補(bǔ)該領(lǐng)域從前瞻研究到實(shí)際應(yīng)用的空白。

2021年底，本源量子研究團(tuán)隊(duì)在金融領(lǐng)域中投資組合優(yōu)化方向的研究工作取得新進(jìn)展，并在本源量子云平臺(tái)上線了基于該研究進(jìn)展的量子金融應(yīng)用——投資組合優(yōu)化應(yīng)用。該研究成果可快速?gòu)乃型顿Y組合中找到給定風(fēng)險(xiǎn)偏好下的最佳收益組合，將進(jìn)一步拓寬量子計(jì)算在金融領(lǐng)域的使用場(chǎng)景。

2022年1月，本源量子團(tuán)隊(duì)利用量子線路加速無監(jiān)督的One-Class SVM異常檢測(cè)算法并應(yīng)用于檢測(cè)金融領(lǐng)域的異常行為，該量子異常檢測(cè)算法基于量子計(jì)算的并行性原理，可快速分析識(shí)別金融風(fēng)控領(lǐng)域企業(yè)債務(wù)違約行為，相比傳統(tǒng)檢測(cè)方法更為快速、有效。同月，由本源量子聯(lián)合新華社旗下中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息社新華財(cái)經(jīng)共同發(fā)布的“量子金融應(yīng)用”正式在新華財(cái)經(jīng)App上線。這是我國(guó)量子金融應(yīng)用首次接入傳統(tǒng)手機(jī)端并與主流金融信息平臺(tái)合作，也是國(guó)內(nèi)量子金融應(yīng)用與真實(shí)量子計(jì)算機(jī)結(jié)合后首次面向大眾提供應(yīng)用服務(wù)，是量子計(jì)算應(yīng)用落地民用化的重要一步。

2022年5月，本源量子團(tuán)隊(duì)將量子支持向量機(jī)運(yùn)用到股票的振幅預(yù)測(cè)、多因子選股模型等金融領(lǐng)域的實(shí)際場(chǎng)景并完成算法驗(yàn)證，研發(fā)的量子支持向量機(jī)（QSVM）相較經(jīng)典支持向量機(jī)（SVM）有指數(shù)級(jí)加速效果，同時(shí)經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)該應(yīng)用分類預(yù)測(cè)效果也非常優(yōu)秀。這一研發(fā)成果將進(jìn)一步推動(dòng)量子優(yōu)勢(shì)的運(yùn)用，也證明了量子支持向量機(jī)在金融領(lǐng)域擁有極為廣泛的應(yīng)用前景。

2022年6月，本源量子研究人員采用變分量子算法，對(duì)6只證券進(jìn)行實(shí)證分析。該方法考慮了在含噪中等規(guī)模量子計(jì)算(NISQ)時(shí)代的硬件條件以及現(xiàn)有量子芯片的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)證券規(guī)模較大的投資組合優(yōu)化問題進(jìn)行優(yōu)化求解。研究得出，該方法可以使人們獲得最優(yōu)資金分配比例，從而達(dá)到收益最大同時(shí)風(fēng)險(xiǎn)最小。同時(shí)考慮現(xiàn)實(shí)證券交易存在最小單位，人們無法以任意精度的投資占比來進(jìn)行投資，因此本源量子團(tuán)隊(duì)考慮可以采用Grover適應(yīng)性搜索算法（GAS）以更貼近現(xiàn)實(shí)投資情形的方式來加速解決該問題。

同月本源量子團(tuán)隊(duì)發(fā)布量子mRMR算法（QmRMR），加速分析識(shí)別金融風(fēng)控領(lǐng)域企業(yè)債務(wù)違約行為。在篩選預(yù)警模型中有效指標(biāo)時(shí)，團(tuán)隊(duì)利用量子近似優(yōu)化算法（QAOA）對(duì)全局最優(yōu)指標(biāo)的選取進(jìn)行平方級(jí)加速，改進(jìn)了最大相關(guān)最小冗余（mRMR）算法，這一方法大大減少了債務(wù)監(jiān)測(cè)中的冗余分析指標(biāo)，將成功降低預(yù)測(cè)債券違約模型中的過擬合風(fēng)險(xiǎn)。

量子計(jì)算正在以驚人的速度發(fā)展，本源量子將持續(xù)發(fā)力量子金融，助力中國(guó)金融行業(yè)科技發(fā)展，并將運(yùn)用量子計(jì)算嘗試在不同行業(yè)領(lǐng)域解決對(duì)應(yīng)的問題，研制出行業(yè)領(lǐng)域的專用量子計(jì)算機(jī)。