Pangad avavad kvantarvutuskasti

"Kvantarvutid suudavad teha keerulisi arvutusi kiiresti," ütles Pariisis asuva Credit Agricole'i ​​IT ja operatsioonide asedirektor Pierre Dulon, esinedes sel nädalal Singapuri Fintechi festivalil. "Meie äri- ja investeerimispank peab iga päev tegema intensiivseid arvutusi."

Kui inimesed mõtlevad kvantfüüsikale – kui nad sellele üldse mõtlevad –, ei mõtle nad tõenäoliselt pankadele. Nad võivad mõelda kassi sees olevale kassile.

See oli kuulus Erwin Schrödingeri mõtteeksperiment, kes mõtles välja kassi sees oleva kassi, mis võib olla elus või surnud, ja mida me teame kassi staatusest ilma kaant avamata. Idee oli illustreerida, et looduse põhireaalsust ei saa mõõta binaarselt, vaid objektide ja vaatlejate vahelistes suhetes põhinevate tõenäosuste jada.

Kvantmehaanika tegeleb aatomite ja nende komponentide vastasmõjuga ning selle veidruse tõttu on vaja lugusid nagu kassid kastis. Kuid teadus seletab loodusnähtusi väga hästi. Tegelikult nii hästi, et mõned teadlased kirjeldavad universumit nüüd hiiglasliku arvutina.

"Kui loodus on üks suur universaalne arvuti," ütles USA IBMi juhtiv kvanteksponent Bob Sutor, "siis on elektronid andmed ja rakendused meie – meie keemia, iga füüsiline reaktsioon, mis meil on. Loodus ise on suurim arvuti, mis suudab neid lahendada. Kas me saame jäljendada, kuidas loodus töötab arvutusviisina?

Matemaatikud ja insenerid on aastaid täpselt selle nimel töötanud: arendanud kvantarvutite riistvara ja nende poolt teostatavaid algoritme.

Tänaseks on meil töös kvantarvutite prototüübid, kuigi need ei suuda midagi kasulikku teha. Mitte veel. Kuid see utiliit on kohe nurga taga, mistõttu pangad, nagu Credit Agricole, kasutavad neid nii innukalt.

„Muudatuste ulatus on suur,“ ütles Singapuri Aasia ja Vaikse ookeani piirkonna IT osakonna tegevdirektor ja IT juht Valerie Sauvage. Ta juhib uut meeskonda, kes töötab välja kvantarvutite kasutusjuhtumeid riskijuhtimisel ja kapitaliturgudel.

Rohkem matemaatikuid!

Pangad otsivad tehnoloogiat portfellide optimeerimiseks, keerukate toodete hinna määramiseks, turutingimuste simuleerimiseks ja küberturvalisuse täiustamiseks.

---

---

Peale selle, et kvantarvutid on endiselt lootefaasis, on pankade suurim takistus talentide nappus.

"Kvantarvutus vajab traditsioonilisest programmeerimisest erinevaid oskusi, " ütles Dulon. "See nõuab mõningaid teadmisi kvantfüüsikast ja kindlat tausta matemaatikas." Credit Agricole otsib selliste inimestega koostööd fintechide ja ülikoolidega.

Looduslik arvutamine

Ühendkuningriigis asuva Cambridge Quantumi tegevjuht Ilyas Khan ütles (üsna optimistlikult): "Kvantarvutite pärast pole põhjust müstifitseerida."

Kvantarvutid kasutavad teabe edastamiseks subatomilisi osakesi, täpselt nagu klassikaline arvuti kasutab transistorit, et manipuleerida sama tegemiseks elektriliste signaalidega. Kuid transistor ja selle pärija mikroprotsessor on Khani sõnul "väljamõeldud esemed". Need on inimeste võtted, mis on mõeldud loodusega manipuleerimiseks, ja seega on neil piirid. Kvantarvutus põhineb loodusnähtustel. See on "päris McCoy". Seetõttu ei ole sellel vähemalt teoreetiliselt piiranguid, mida ta suudab arvutada.

Trikk on panna masinad reaalselt tööle.

Riistvara, mis meil täna on, on tundlik ja jabur. Vead esinevad riistvara kõige elementaarsemal tasemel: kubitil, st kvantbitil.

Klassikalises andmetöötluses on bitt kõige elementaarsem teabeühik, kas null või üks, ja bait on tuhat bitti. DigFin kirjutab seda 500 gigabaidise salvestusruumiga Maci sülearvutis. Sülearvuti mikroprotsessorite ümber tõmbub palju ühtesid ja nulle. Nii hämmastav kui Mac ka pole, suudab see siiski käivitada ainult suhteliselt lihtsaid programme. Selle põhjuseks on asjaolu, et selle mikrokiibid on "väljamõeldud esemed" ja seetõttu piiratud.

Kvantarvutusmaailm on muutnud bitid kubitideks ehk kvantbittideks. Need töötlevad palju rohkem teavet kui natuke: nulli ja ühe asemel mõõdab kubit potentsiaali, et bitt on kas üks – teisisõnu, kas kassis olev kass on surnud või elus? Ebakindlust arvutatakse pigem tõenäosustes kui binaarses seoses, luues arvutile tohutu hulga võimalusi kripeldama.

Revolutsiooniline kubit

Trikk seisneb selles, et kvantmehaanika kohaselt ei saa te tegelikult jälgida subatomiliste osakeste asukohta ilma mõttetuid tulemusi andmata. Teisisõnu, katsel jälgida kvantarvutite väljundit on kalduvus süsteemi kokkujooksmiseks. Kuid kui insenerid ehitavad üha suuremaid kubiidi massiive, õpivad nad oma jõudu kasutama.

Santa Barbara California ülikooli füüsikaprofessor John Martinis ütleb, et kubittide kasutamise skaleerimine on üks viis edusammude võrdlemiseks. Näiteks Google ja teised ettevõtted väidavad, et vigadest hoolimata kulub toimingute säilitamiseks – teisisõnu tarkvaraprogrammide käitamiseks – umbes 1 miljon kubitti.

Praegu on suurimal kvantarvutil ainult 64 kubitti. Seetõttu tundub, et tööstus on kaugel 1 miljonist kubitist, kuid edusammud võivad olla eksponentsiaalsed.

Seda silmas pidades usuvad eksperdid, et enamiku krüpteerimisprotokollide purustamiseks on vaja 50 miljoni kubitist arvutit. See kõlab veelgi kaugemalt, kuid reaalsus on see, et valitsused ja ettevõtted peavad kas viivitamatult välja töötama kvantküberkaitse või eeldama, et kõik nende saladused avatakse kõigest kümne aasta pärast.

"See kujutab endast tööstusrevolutsiooni, mida me kõik läbi elame," ütles Kahn. "See revolutsioon on põhjapanevam kui ükski ajaloos toimunud revolutsioon."

Suurem kui internet?

"See on sama suur kui klassikaliste arvutite kasutuselevõtt 1980ndatel," ütles Sauvage Credit Agricole'ist.

"See on suurem," ütles Khan.

Varem kui arvate

Kvantarvutus ei ole tehisintellekti hüpet äratanud. Kuid sellised valitsused nagu USA, Hiina, Ühendkuningriik, Singapur, Saksamaa ja teised järgivad kvantandmetöötlust riiklike prioriteetidena.

Võistlemas on ka maailma suurimad tehnoloogiaettevõtted: näiteks Google on teatanud, et tal on tõrketaluv arvuti aastaks 2029. Fintechid ja ülikoolid proovivad erinevaid riistvaralisi ja füüsilisi süsteeme. Kui liita see kokku, on nüüd kasvav ja mitmekesine ökosüsteem.

See tähendab, et kvantarvutuse mõju on tunda enne aastat 2029. Kahn võrdleb tänast olukorda esimeste mobiiltelefonide kasutuselevõtuga, mis olid suured ja kohmakad ning mida kasutasid vaid üksikud rikkad. Kuid need varased kasutuselevõtjad ajendasid innovatsiooni. Samamoodi eksisteeris Internet teadus- ja kaitseuuringute laborites ebaselgete domeenidena enne, kui World Wide Web selle kokku lõi, et seda saaks turustada.

World Wide Web oli avatud lähtekoodiga arenduse varajane näide, mis muutis Interneti kättesaadavaks kõigile, kellel on arvuti ja modem. Sama juhtub juba kvantarvutiga: IBM opereerib pilves 25-kubitist kvantarvutit, nii et igaüks saab riistvara võrgus kasutada.

Kübertehnoloogiast AI-ni

Eksperdid nõustuvad, et kvantarvutus hakkab küberjulgeolekut mõjutama. Viie aasta jooksul hakatakse seda kasutama suurte keemiaküsimuste lahendamiseks. Selle võime arvutada stsenaariume ja optimeerida hakkab parandama riskijuhtimist rahanduses ja muudes valdkondades.

Suurim mõju on siiski tehisintellektis kvantarvutite kasutuselevõtul.

"Te ei saa AI-st ja masinõppest vahele jätta, kui soovite kvanti," ütles IBM-i Sutor. „Sügaval sisimas on kogu tehisintellekt matemaatika; need on rasked arvutused. Quantum võimaldab meil seda AI jaoks kiiremini teha, et saaksime leida paremaid mustreid ja paremaid teadmisi.

Näiteks finantsteenuste maailmas on tehisintellekti suur mure "seletatavus". Närvivõrk annab tulemusi, millest inimesed aru ei saa, isegi kui väljund töötab.

See on aga tööstusele probleem. Kauplemispunktid peavad selgitama oma strateegiaid, investorid peavad selgitama oma portfelle ja krediidiametnikud peavad selgitama, miks nad laenutaotluse heaks kiitsid või tagasi lükkasid (sealhulgas kodeerimisega seotud inimliku eelarvamuse põhjused). Kvantarvutitel on võime avada masinõppe saladused.

Kas saame seekord paremini hakkama?

Alates krüptimisest kuni seletatavuseni tekitab kvantandmetöötlus sarnaseid küsimusi eetika ja hea valitsemistava kohta – küsimused, mida klassikalise andmetöötluse ja Interneti tõusul eirati, mistõttu oleme üle ujutatud sügavate võltsingute, võistlevate võrkude, andmetega seotud rikkumiste ja andmete kogumine suurte tehnoloogiliste platvormide abil.

"1990ndatel magasime roolis," ütles Khan Cambridge Quantumist. "Me maksame täna selle hinna. Peame sellest kohe rääkima."

Seetõttu sarnaneb kvantarvutite olek paljuski Schrödingeri kassiga. Kas see on hea jõud või oht? Me ei saa vaatamiseks kaant üles tõsta ja seega on vastuseks tõenäosusväli. On ülioluline, et pangad ja muud organisatsioonid valmistuksid kõigiks eesseisvateks muutusteks, ideaaljuhul koostöös regulaatorite ja avalikkusega.

Allikas: https://www.digfingroup.com/banks-quantum-computing/