2024金融行业量子计算

目 图表目 光子盒简 声 序 第一章介 第二章量子计算技术简 量子计算机的运行原理及其优 量子计算机的构成要 关键的量子计算机科学概 基本挑 基本构建模块和系统的现 第三章量子计算如何改变世 量子霸权竞 竞争架 产业结构与主要参与 第一代潜在的量子计算应 可能被颠覆的行 量子计算如何改变金 金融中可以解决的计算问 交易、投资组合和其他优化应 值得关注的案例研究和概念证 第四章量子计算的未来发 达到的里程碑及其预 部分与全面解决方案的合理时间 第一波和第二波金融应 结论和建 注 图 量子计算机堆 图 谷歌“悬铃木”54量子比特处理 图 2019年量子计算用例贡献排名，金融行业以28例位列第 图 IBM量子计算发展路线 图 霍尼韦尔量子计算发展路线 图 IonQ量子计算发展路线 图 量子计算全球市场规模预测（单位：亿美元 表 量子比特技术和主要支持 表 量子计算在不同阶段对金融的预期影 第一章介 第二章量子计算技术简 01——[1冯·诺伊曼发明的长期计算机科学范式中实现。经典计算机通过打开和关闭数十n个晶体2n201019比特，1024（在计算机中更为常见的错误与软件和机械相关。）20世纪中期模拟计算机的真空管|1>状态时，101024个基态的叠加状态。信息。所以，416个经典比特，这听起来可能不是一个很大1665,536个经典比特，300个量比特子所包含即使有很多量子比特，信息存储的规模也不会比经典比特有所提高：10量子比量子计算机不会取代经典计算机。一个主要原因是量子计算机无法运行尝试了大量可能的组合或排列后才能找到最佳组合）1旋状态是由量子力学波函数描述的。而这个波函数涉及两个复数：αβ（名为1。64个连续变量来描述这种状态，量子计算机在计算过程因此，在叠加状态下，每个可能的比特串(在本例中，26=64个不同的字符串)都可以组合。叠加中的每个比特串都有一个独立的复数系数，包括幅度(A)64比特（位），RichardFeynman1981年Shor算法，对量子计算具Shor10dd3。Shor学问题，而经典计算机只能在指数时间内解决。[8]因此，Shor算法可以证明量Shor算Grover算法，即一种在无序数据库中查算法只需要√N步。这个算法也可以适用于优化问题。伊辛机（Isingmachine）是一种非电路替代方案，专门用于优化问题。在伊路线）[10]映射到一组有代表性的自旋中，并定义自旋如何相互影响。这个数字大于宇宙中亚原子粒子的数量：“连续参数，这些参数大于可观测宇宙中亚原子粒子的数量。”如何控制10300个00.5V，这仍将正确指示二进制0110-24焦耳（X射线光子能量的十亿分之一）。纠两年前DyakonovRichardVersluis，他是荷兰量子计QuTech的系统架构师。Versluis承认控制量子计算机并确保其状态去了纠缠和它们包含的信息）。Versluis继续定义了一个他认为可以胜任这项任(QPU)Versluis也不得不承认，量子纠错可以解决基本的退相干问题，但代10010,000另一个优势是迫使硬件制造商致力于构建具有较高正常运行时间百分比的量子计算机，以确保云的持续可用性。SDK会不断更新。工业工程师花了一两代人的时间来学习如何正确使用电力来代替工厂中的蒸汽第三章量子计算如何改变世 201910月就使用了量子霸权这个词，当时它在博客和《自10,000年才能完成。在未来的某个时候，真正的量子霸2”5450个或更多量子比特的量子计算机就可以演示IBM2017年制定了量子体积（QV）的概念。更大的子比特的数量、量子比特的连通性、门保真度、串扰和电路编译效率。2020年末，IonQ5400万。在此之前，霍尼韦尔的7128，第二高的是IBM2764。20217月，霍尼韦尔声称的经典算法来完成这项工作？”量子计算的出现可能会推动和激发经典计算算在欧盟，欧盟委员会成立了量子旗舰（QuantumFlagship）作为一项为期十与教育多学科中心、能源部研究中心和国家量子信息科学研究中心。NIST通过中心（QuICS）NIST和马里兰大学的另一个合作伙伴，专门推进量子计算科1001234,000203010亿2019200秒内执行了一个特定计算，而这需60GPU5天的时间内就完成了同一2021623011QuantumCircuitsInc.、 离子阱量子计算机的工作原理是捕获离子[12]电场并将它们固定在适当的位阱量子比特具有更长的相干时间，可以在轻微冷却的情况下运行，但需要高195真空、激光和光学系统、射频和微波技术以及相干电子控制器。中性原子类似于离子阱，但不使用电离电荷来保持量子比特的位置，而是使镊子 Computing硅量子比特英特尔、本源量子、 IBMRigettiIonQD-Wave制造和销售专门用于量子10x7x10英尺（xx高）的5,0002,000个量子比特。该公司声称它可以解决Wave被迫进行了一轮代价高昂的再融资，导致几名长期投资者的股票贬值。谷歌：谷歌（AlphabetInc.）2019年秋季宣布他们的量子计算机已经实现54量子比特的“悬铃木”SystemModelH1。该量子计算机最初版本12（1024SystemQuantumZapataComputing和剑桥量子计算公司等特定的渠道合作伙伴直IBM：IBM是为数不多的经典大型计算机制造商之一。IBM量子系统以超IBM支持开源软件工具的长期战略是一致的。摩根大IBMQuantumNetwork的创始成员。Ridge将量子比特控制带入了量子制冷机——尽可能接近量子比特本身，并将量QuTech。最近，HorseRidge（已升级至第二代）控制多个量子比特。IonQIonQ2023年之前部署足够小的机架式模32量子比特计算机私人测试版，还有两台下一代计算机也在开比特，并且还致力于能够在未来进行中间电路测量的能力。IonQ的投资者包括20亿美元。NEC2020D-Wave合作开展量子计算开发项目。最近，它与奥地利的量子计算初创公司ParityQC建立了合作伙伴关系，以开发量子退火解决方案。NEC将把这项技术与自己的超导参量量2023年建造量子退火机。NEC的主要应用是金融投资PsiQuantum这家硅谷初创公司正在开发大规模线性光学量子计算机(LOQC)100万个量子比特。该公司认为，光子技术是获得大量量子比Blackrock。资助。SQC正在建立一个基于施主（donor）自旋量子比特技术的量子计算机，CBA1400万美元。款资助。Xanadu认为光子学为实现通用容错量子计算提供了最可行的方法。该8、1224量子模式国盾量子：ezQTMEngine超导量子计算操控系统是国盾量子联合中国科学ezQTMEngine设备快速开展实验。类似技术已经成功应用到中国首台云端超导量子计从中受益。20217月，启科量子在其新品发布会上发布了分布式离子阱量子AbaQ-1工程机。（NMR素，并且操控简单。20211月，量旋科技宣布启动研制超导量子计算机。力需求。20216766562.0144113个光子，进一步扩大量子计算机的优势。2018年发表的一篇确认马约拉纳粒子30年。逊，来自加拿大-Multiverse的平台由于专注于金融应用而与金AzureXanadu的云上提供。阿里云：20152017年合作推出了量子计算云服务。阿里云量子Braket提供对其他公司的多种量子计算机的D-Wave的基于超导量子比特的量子退火技术。百度：2018年成立了量子计算研究所，专注于搭建人工智能与量子剑桥量子计算公司（CQC）：CQC致力于化学、机器学习、网络安全和金t|ket>0.7版，该版本取NP-hardD-Wave合作，它提供了从量子Quantum：AzureQuantum是一套完整的公共云生态量子解决开发程序。微软的开源量子开发工具包(QDK)Q#语言开发新算法，Q#QDKGitHubQ#库和示例程序。微软的主要合作伙伴是霍尼韦尔、IonQ、QuantumCircuitsInc.、MultiverseRigetti是合作伙伴。QuantumComputingInc.（QCI）：QCI是一家为量子计算开发平台无关软件的初创公司。其名为Qatalyst（此前称作Mukai）的平台使用户能够在经典计算机上使用量子启发方法和在量子计算机上使用量子就绪方法。Qatalyst平台NP-hardNP-hard的问题，从而得到最优投资组合配置。QCI声称，QAA可以在经典计算机上为复杂的金融资产分配问题快速计算最优或接近最优AzureQuantum生态系统。因此，SBMAzureQuantumAzureGPU资源。SBM2025年之前推出一项量子加密服务。传统密码依赖于分解非常大的数字ZapataComputing：ZapataOrquestra，Zapata的投资者。华为：201810HiQHiQ云服务Fermion量子软件定制服务，提供从硬件层到应用层的全栈式服务。20209月，本源1214比特核磁共振量子计算机。昆峰量子：2019930日，昆峰量子发布了“昆冈”量子计算（模拟1.02.01990年代初以来，美国国家标准与技术研究院(NIST)一直处于量子计算博尔德分校)和联合量子研究所(JQI)(NIST、马里兰大学和物理科学实验室合作成立)。拥有量子计算研究小组的大学名单越来越长。根据一份最近由theQuantumDaily12的大学量子计算研究组织是：Oxford马里兰大学联合量子研究所中国科学技术大学（USTC）芝加哥大学的芝加哥量子交易所QuantumInformation&一些主要的量子计算合作伙伴和联盟包括微软量子网络(MicrosoftQuantumNetwork)：微软(Azure云服务)与霍尼韦尔量子解决方案公司(硬件)IonQ公司(硬件)QuantumCircuitsInc(硬件)、IBMQuantumNetwork：IBM硬件(20多台量子计算机)与包括三星、摩根150多个参与组织合作。ZapataCQCCQCD-WaveMultiverse、NECAzureQuantum(微软)1QbitNEASQC（量子计算的下一个应用）：NISQ量子计算联盟。汇“对于优化问题特别有用——这涉及筛选通过大量的可能性来找到最佳或高效的解——这些”Aure可以实illisowstson(一家全球咨询、经和金融服务公司Ally金融服务和投资领域发挥作用。Qatalyst软件也是量子就绪的，因此在真正的量子计算机可用时就可以使用。100Annealer2018年的波士顿咨询公司一项分析确定了量子计算在五个主要领域的未来AI改进的诊断能力（MRI）1002816先进制造业（包括航空航天和汽车），1132019282021年初，福布斯报道称，领先的量子计算概念证明（POC）是人工智能/20银行账户的人，减少每年因欺诈/400亿美元损失，并DavidOrrell在一本同名书中创造了“量子经济学”一词，他在书中阐述了他Orrell所说：模拟和定价。目前蒙特卡罗(MonteCarlo)模拟的运行可能需要数天或数周IBMQuantumIBM已经在这些领域开发··投资/··交易和投资的趋势/····ALCO/ALM···保险功能选择（自动·····28个用例（这是分析的所有行业中最多的），而且中期和长期的潜在价20年代初开始从混合经典-FitchSolutions2050BBACixaBnk风险管理和摩根大通资BBAixaBnk、澳大利亚联邦银行、国民西敏寺银行集团、野村证券、苏格兰皇家银行、丰业银行、渣打银行、瑞银集团和富国银行。Zapata的研究人员提出了量子增强优化器（QEO），这是一种不依赖目标函NP-hard优化问题，并一直在寻求一种具有高度经验的方法来解决这些问题。对到解，但不知道是否最优。（PNP问题之间的区别是理论上的。D-Wave的绝热量子计算（AQC）AQC在多项式上等效于门AQC平台上运行。D-Wave的量子计算机上运行的量子软件公司Multiverse的首席技术官SamMugel在D-Wave硬件上运行其NP-hard而没有找到最优解的经典方法时，通常会出现这种情况。通巴克莱银行2017IBM的量子云上运行程序。例如，他们与IBM合作开发了一种可用于证券交易结算的BBVA与西班牙高级科学研究委员会（CSIC）、埃森哲、富士通、ZapataComputingMultiverse资组合优化。BBVACarlosKuchkovky表示：“尽管这项25年内实现。”子近似优化算法（QAOA）应用于投资组合再平衡。CBARigetti使用了模拟GloFund利用基于云的量子计算以更快的速度、最佳方式重新平衡投资组合。GloFund声称，量子计算允许它在重新平衡其投资组合时考虑更多限制（例GloFund能够全面解决投资组合优化问题，并进行高级市场模拟。GloFund的投资组合经理能够同时处理更多的投资组合，高盛QCWare摩根大通和IBM使用振幅估计测试了一种在基于门的量子计算机上为期权摩根大通（JPMorganChase）也尝试了霍尼韦尔的离子阱量子计算机，以中国建设银行2020年与本源量子签署金融产业的协同发展。20212月，建信金科和本源量子联合发布共同研发的300倍，准确度甚至更高。Natwest还相信这个过程降低了人为失1500亿美元的高质量流动资产投资组合的构成。该银行正在调查哪些JohnStewart认为，苏格兰皇家银行在使用量子计算方面领先于竞争对手“18至20211月，Multiverse确认其客户蒙特利尔银行和丰业银行正在研究交易早些时候，D-Wave披露，班基亚银行、MultiverseD-Wave合作解决了动NP-hard问题——在考虑交易成本和其他可能约束的情况下，舞：该算法找到了一组在15%的波动率下可以提供60%回报的资产[18]。MultiverseD-Wave47项资产的投资组合优Multiverse的竞争对手芝加哥量子公司也做了类似的工作，去年，芝加哥量40只[19]60只[20]美国股票进行投资组合优第四章量子计算的未来发 201954量子比特“悬铃木”量子计20012020IBM203010020231121个量子比特的系统中获得量子优势。霍尼韦尔量子解决方案提出量子体积（QV）10倍（H1系统：1024QV；2025年：65QV）IonQ32400万量子体积，22个算法量子比特（IonQ提出的概念，指的是有效量子比特）。中国科学技术大学证明其量子计算机可以进行高斯玻色取样（2002.01132-32024年左右，但随着技术的知识产权(IP)20022004IBM20209月，IBM100万个量子比特甚至更多。2021年，IBM将发布代号为“Eagle”的IBM所谓的量子优势，在量子优势下，其量子计算