產(chǎn)業(yè)導(dǎo)讀 | 量子計算如何精準(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)級增長，量子計算機得益于高性能的計算能力，有潛力找到比經(jīng)典機器更快、更精確的解決方案。隨著量子計算的發(fā)展，量子計算在金融服務(wù)領(lǐng)域的目標(biāo)預(yù)測、交易優(yōu)化和風(fēng)險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算在金融服務(wù)中的應(yīng)用。匯豐銀行將探索使用量子計算進行定價和投資組合優(yōu)化應(yīng)用，在推進匯豐銀行凈零目標(biāo)的同時，提升識別和解決欺詐行為等能力從而降低風(fēng)險。

美國量子公司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，這項長達四個月的合作目標(biāo)是探索量子計算是否有助于保留客戶。QC Ware開發(fā)了量子機器學(xué)習(xí)算法，提高了目前預(yù)測客戶流失模型的準(zhǔn)確性。合作的持續(xù)目標(biāo)是了解量子算法的優(yōu)勢，幫助Itaú Unibanco準(zhǔn)備好在銀行業(yè)全面部署量子解決方案。

01量子計算與金融

隨著手機銀行、各類支付平臺、理財、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)對計算能力提出了更高要求。量子計算在此領(lǐng)域的多項業(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)險管理、高頻交易、欺詐檢測、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)用場景，推動量子生態(tài)的構(gòu)建及其與金融產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，一直在探索量子計算在金融場景中的應(yīng)用。

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

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

VaR 值應(yīng)用可以計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；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值計算和量子期權(quán)定價兩種金融應(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)研項目、金融應(yīng)用、金融標(biāo)準(zhǔn)制定。

中信銀行

引入量子計算實現(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)揮量子計算的優(yōu)勢，大幅降低計算復(fù)雜度，并支持更大規(guī)模的模型。

新華財經(jīng)

新華財經(jīng)APP平臺集成量子金融應(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)用實驗室，并以建信基金場景為依托，推出國內(nèi)首批量子金融應(yīng)用——“量子期權(quán)定價應(yīng)用”和“量子VaR值計算應(yīng)用”，是國內(nèi)金融領(lǐng)域?qū)α孔佑嬎慵铀倌芰Φ氖状螄L試，實現(xiàn)了我國量子金融行業(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)、建銀國際成立了全國首個量子金融產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，目前中信、民生等金融機構(gòu)相繼加入，共同探索量子計算在金融領(lǐng)域的應(yīng)用研究。同月，本源量子與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國際金融研究院、中國建設(shè)銀行聯(lián)合主辦全國首屆量子金融創(chuàng)新賽道班，吸引了來自全國十余家金融頭部企業(yè)的參與，從理論到實踐全面賦能，為金融行業(yè)培養(yǎng)量子計算應(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、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，填補該領(lǐng)域從前瞻研究到實際應(yīng)用的空白。

2021年底，本源量子研究團隊在金融領(lǐng)域中投資組合優(yōu)化方向的研究工作取得新進展，并在本源量子云平臺上線了基于該研究進展的量子金融應(yīng)用——投資組合優(yōu)化應(yīng)用。該研究成果可快速從所有投資組合中找到給定風(fēng)險偏好下的最佳收益組合，將進一步拓寬量子計算在金融領(lǐng)域的使用場景。

2022年1月，本源量子團隊利用量子線路加速無監(jiān)督的One-Class SVM異常檢測算法并應(yīng)用于檢測金融領(lǐng)域的異常行為，該量子異常檢測算法基于量子計算的并行性原理，可快速分析識別金融風(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)合新華社旗下中國經(jīng)濟信息社新華財經(jīng)共同發(fā)布的“量子金融應(yīng)用”正式在新華財經(jīng)App上線。這是我國量子金融應(yīng)用首次接入傳統(tǒng)手機端并與主流金融信息平臺合作，也是國內(nèi)量子金融應(yīng)用與真實量子計算機結(jié)合后首次面向大眾提供應(yīng)用服務(wù)，是量子計算應(yīng)用落地民用化的重要一步。

2022年5月，本源量子團隊將量子支持向量機運用到股票的振幅預(yù)測、多因子選股模型等金融領(lǐng)域的實際場景并完成算法驗證，研發(fā)的量子支持向量機（QSVM）相較經(jīng)典支持向量機（SVM）有指數(shù)級加速效果，同時經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)該應(yīng)用分類預(yù)測效果也非常優(yōu)秀。這一研發(fā)成果將進一步推動量子優(yōu)勢的運用，也證明了量子支持向量機在金融領(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6只證券進行實證分析。該方法考慮了在含噪中等規(guī)模量子計算(NISQ)時代的硬件條件以及現(xiàn)有量子芯片的拓撲結(jié)構(gòu)的同時，還可以實現(xiàn)對證券規(guī)模較大的投資組合優(yōu)化問題進行優(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，從而達到收益最大同時風(fēng)險最小。同時考慮現(xiàn)實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行投資，因此本源量子團隊考慮可以采用Grover適應(yīng)性搜索算法（GAS）以更貼近現(xiàn)實投資情形的方式來加速解決該問題。

同月本源量子團隊發(fā)布量子mRMR算法（QmRMR），加速分析識別金融風(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，團隊利用量子近似優(yōu)化算法（QAOA）對全局最優(yōu)指標(biāo)的選取進行平方級加速，改進了最大相關(guān)最小冗余（mRMR）算法，這一方法大大減少了債務(wù)監(jiān)測中的冗余分析指標(biāo)，將成功降低預(yù)測債券違約模型中的過擬合風(fēng)險。

量子計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，助力中國金融行業(yè)科技發(fā)展，并將運用量子計算嘗試在不同行業(yè)領(lǐng)域解決對應(yīng)的問題，研制出行業(yè)領(lǐng)域的專用量子計算機。