行业观察：从IonQ看量子计算在金融领域的探索

近年来，量子计算成为炙手可热的技术热点，并在不同领域和行业开展了应用探索，如气象、金融、石油化工、材料科学、生物医学、航空航天、汽车交通、图像识别等领域。

其中，在金融工程领域，量子优化、机器学习、量子加速蒙特卡罗算法将成为三大量子金融计算应用方向。近日，拥有当前规模最大的离子阱量子计算系统硬件供应商IonQ，在机器学习和量子加速蒙特卡罗算法及等方面均实现了新突破。

加快蒙特卡罗模拟的速度

近日，IonQ与金融巨头高盛、量子算法公司QC Ware联手——IonQ 提供量子硬件，高盛提供金融专业知识，QC Ware 工程师编写量子算法，宣布量子计算机现在已经足够强大，可以运行蒙特卡罗模拟，并解决金融、机器人、气候变化和药物发现领域的业务问题。

他们提交了一份标题为《Low depth amplitude estimation on a trapped ion quantum computer》的研究论文供同行评审，展示了IonQ量子计算机可以演示高盛和QC Ware最先进的量子算法，有望加快蒙特卡罗模拟的速度。

IonQ的EGT系列离子阱芯片

这项实验是在最新一代的IonQ量子处理器(QPU)上进行的，处理器采用IonQ专有的蒸发玻璃阱(Evaporated Glass Trap)技术。在IonQ将玻璃芯片替代硅芯片后，他们发布了可重构的4×16比特量子计算芯片，为在单个芯片上将量子比特数增加到三位数奠定了基础。本次联合研究是第一次将其玻璃阱芯片用于实验。

QC Ware和高盛两个团队正在一起设计量子算法，旨在让企业以比现在快得多的速度评估风险并模拟各种金融工具的价格，如果成功，这可能会改变全球金融市场的运行方式。

IonQ首席执行官兼总裁Peter Chapman表示:“为了在今天的量子计算中找到有用的解决方案，必须将最先进的量子硬件和一流的量子算法结合起来。大多数人都在跟踪量子硬件的进展，但他们往往忽略了量子软件正在以同样惊人的速度加速发展。硬件和软件的融合将比大多数人想象的更快地实现量子未来，我们与高盛和QC Ware的合作就是一个很好的例子。”

高盛量子研究主管William Zeng表示：“作为我们公司致力于为客户提供不断增长的价值的一部分，我们的研究团队一直在为量子技术做出根本性贡献。我们正在努力开发可能对战略投资决策产生重大影响的企业用例，与IonQ合作对于获得最佳量子技术和加快我们的时间表至关重要。”

QC Ware量子算法负责人Iordanis Kerenidis表示:“这证明了减少硬件需求的有见地的算法和更强大的近期量子计算机的结合，现在已经使开始运行蒙特卡罗模拟成为可能。QC Ware为企业实施设计了新颖实用的量子算法和软件，IonQ也已经构建了独特的硬件，其量子门的质量足以运行这些算法。”

Peter Chapman说：“你可以利用这项工作来比较苹果股票和微软股票，以确定苹果什么时候发生变化，以及微软股票会发生什么变化。量子计算机可以捕捉到经典计算机所缺乏的模型的更精细点。”

开发了新的量子机器学习技术

IonQ与富达应用技术中心(FCAT)联合发表了一篇论文，该论文展示了其量子计算机如何超越传统计算机，生成用于测试金融模型的高质量数据。

金融机构通常使用模型进行资产配置、电子交易和定价，并需要测试数据来验证这些模型的准确性。IonQ和FCAT采用了Copula，这是一种在统计模型中常用来描述大量变量之间关系的方法。例如，大型金融机构使用Copula来理解股票价格之间的关系。通过使用量子计算机来实现该技术，IonQ和FCAT证明了量子计算机构建复杂模型的能力远远大于经典计算机。首个使用Copula的量子机器学习方法很可能被应用于风险管理和投资组合优化。

Peter Chapman 表示，这项在 IonQ 硬件上进行的研究清楚地表明，利用量子计算可以带来卓越的金融建模结果。量子机器学习在其他行业的应用，从气候科学到地缘政治，意味着量子塑造的未来即将到来。

FCAT 新兴技术主管 Adam Schouela 表示，经典计算促成了金融服务领域的突破，我们预计量子计算的影响将同样显着，很高兴 IonQ 的最新研究可以帮助证明量子在这个领域的潜力。

探索量子计算如何影响风险管理

IonQ与GE Research开展合作，以探索量子计算和IonQ的量子计算机在关键风险分析领域的影响。该计划预计将为金融、政府和其他关键行业的风险管理提供见解。

最近的研究结果表明，各行各业都需要围绕金融、网络安全、第三方关系等方面进行更强的风险分析。有了IonQ和GE Research的合作，这种分析可以通过在量子计算上使用Copula实现。Copula是描述变量之间关系的灵活方法。该模型适合测量来自多组随机数据输入的信息，并将它们提取成单个变量。由于量子硬件适合这种类型的分析，所以该团队旨在探索风险管理基于量子计算的突破性的解决方案。

在一份关于新兴技术对金融服务的影响的报告中，量子计算“比经典计算机更有效地解决范围狭窄但关键的问题”的潜力也得到了认可。波士顿咨询集团估计，在量子计算技术足够成熟之后，金融服务公司可以增加700亿美元的营业收入。

现在金融业的几家大公司已经宣布进行量子计算实验。例如，BBVA一直在追求量子算法在业务规模数据集的投资组合优化、信用评分、货币套利和衍生产品估值方面的优势；CaixaBank正在使用一种量子算法来评估抵押贷款和国债投资组合中的金融风险。许多金融机构也积极与量子公司或网络合作，甚至直接投资初创公司。