Банки открывают ящик квантовых вычислений

«Квантовые компьютеры смогут быстро выполнять сложные вычисления», — сказал Пьер Дюлон, заместитель генерального директора по ИТ и операциям в Credit Agricole в Париже, выступая на Сингапурском фестивале финансовых технологий на этой неделе. «Нашему коммерческому и инвестиционному банку приходится каждый день проводить интенсивные расчеты».

Когда люди думают о квантовой физике — если они вообще о ней думают — они, вероятно, не думают о банках. Они могут подумать о кошке в коробке.

Это был знаменитый мысленный эксперимент Эрвина Шредингера, который представил кошку внутри коробки, которая может быть живой или мертвой, и то, что мы знаем о состоянии кошки, не открывая крышки. Идея заключалась в том, чтобы проиллюстрировать, что фундаментальная реальность природы не может быть измерена бинарным образом, а может быть измерена серией вероятностей, основанных на отношениях между объектами и наблюдателями.

Квантовая механика связана с взаимодействием атомов и их компонентов, и ее странность требует историй, подобных кошкам в коробке. Но наука очень хорошо объясняет явления природы. Настолько хорошо, что некоторые ученые теперь описывают Вселенную как гигантский компьютер.

«Если природа — это один большой универсальный компьютер, — сказал Боб Сутор, главный специалист по квантовым вычислениям в IBM в США, — тогда электроны — это данные, а приложения — это мы — наша химия, каждая физическая реакция, которую мы имеем. Сама природа — самый большой компьютер, который может их решить. Можем ли мы имитировать работу природы как способ вычислений?»

Математики и инженеры годами работали именно над этим: разрабатывали оборудование для квантовых компьютеров и алгоритмы, которые они могут выполнять.

Сегодня у нас работают прототипы квантовых компьютеров, хотя они не могут сделать ничего полезного. Еще нет. Но эта полезность не за горами, поэтому такие банки, как Credit Agricole, так стремятся их использовать.

«Масштабы изменений будут высокими, — сказала Валери Соваж, управляющий директор и глава ИТ-отдела Азиатско-Тихоокеанского региона в Сингапуре. Она руководит новой командой, разрабатывающей варианты использования квантовых вычислений в управлении рисками и на рынках капитала.

Больше математиков!

Банки рассматривают технологию для оптимизации портфелей, ценообразования сложных продуктов, имитации рыночных условий и повышения уровня кибербезопасности.

---

---

Помимо того факта, что квантовые компьютеры все еще находятся в зачаточном состоянии, самым большим препятствием, с которым сталкиваются банки, является нехватка талантов.

«Квантовые вычисления требуют навыков, отличных от традиционного программирования, — сказал Дулон. «Это требует некоторых знаний в области квантовой физики и солидных математических знаний». Credit Agricole ищет таких людей для сотрудничества с финтех-компаниями и университетами.

Вычисления в естественном виде

Ильяс Хан, генеральный директор Cambridge Quantum в Великобритании, сказал (весьма оптимистично): «Нет причин озадачиваться квантовыми вычислениями».

Квантовые компьютеры используют субатомные частицы для переноса информации, так же как классический компьютер использует транзистор для манипулирования электрическими сигналами, чтобы сделать то же самое. Но транзистор и его наследник, микропроцессор, являются, по выражению Хана, «искусственными изделиями». Это человеческие приспособления, предназначенные для манипулирования природой, и поэтому они имеют ограничения. Квантовые вычисления основаны на природных явлениях. Это «настоящий Маккой». Поэтому он не сталкивается с ограничениями на то, что он может вычислять, по крайней мере, теоретически.

Хитрость заключается в том, чтобы заставить машины работать.

Аппаратное обеспечение, которое у нас есть сегодня, чувствительно и звеняще. Ошибки возникают на самом базовом аппаратном уровне: на кубите, то есть на квантовом бите.

В классических вычислениях бит — это самая основная единица информации, ноль или единица, а байт — это тысяча бит. ДигФин пишет это на ноутбуке Mac с 500 гигабайтами памяти. Это множество единиц и нулей, проносящихся по микропроцессорам ноутбука. Каким бы удивительным ни был Mac, он по-прежнему может запускать только относительно простые программы. Это потому, что его микрочипы являются «искусственными изделиями» и, следовательно, ограничены.

Мир квантовых вычислений превратил биты в кубиты или квантовые биты. Они обрабатывают гораздо больше информации, чем бит: вместо нуля и единицы кубит измеряет потенциал бита как единицы — другими словами, жив ли кот в коробке? Неопределенность рассчитывается в вероятностях, а не в бинарных соотношениях, что создает огромное поле возможностей для работы компьютера.

Революционный кубит

Хитрость в том, что, согласно квантовой механике, вы не можете наблюдать положение субатомных частиц, не получая бессмысленных результатов. Другими словами, попытка отслеживать выходные данные квантовых компьютеров может привести к сбою системы. Но по мере того, как инженеры создают все более крупные массивы кубитов, они учатся использовать их мощь.

Джон Мартинис, профессор физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, говорит, что масштабирование использования кубитов — это один из способов оценить прогресс. Например, Google и другие компании говорят, что для поддержания операций, несмотря на ошибки, потребуется около 1 миллиона кубитов, другими словами, для запуска программ.

Прямо сейчас самый большой квантовый компьютер имеет всего 64 кубита. Это звучит так, как будто индустрия далека от достижения 1 миллиона кубитов, но прогресс может быть экспоненциальным.

Имея это в виду, эксперты полагают, что для взлома большинства протоколов шифрования потребуется компьютер на 50 миллионов кубитов. Это звучит еще более отдаленно, но реальность такова, что правительствам и компаниям нужно будет либо немедленно разработать квантовую киберзащиту, либо предположить, что все их секреты будут раскрыты всего за десять лет.

«Это представляет собой промышленную революцию, которую мы все переживаем», — сказал Кан. «Эта революция более фундаментальна, чем любая другая, имевшая место в истории».

Больше, чем Интернет?

«Это так же важно, как внедрение классических компьютеров в 1980-х годах», — сказал Соваж из Credit Agricole.

«Это больше», — сказал Хан.

Раньше, чем вы думаете

Квантовые вычисления не вызвали шумихи вокруг искусственного интеллекта. Но правительства таких стран, как США, Китай, Великобритания, Сингапур, Германия и другие, рассматривают квантовые вычисления в качестве национальных приоритетов.

Крупнейшие мировые технологические компании также участвуют в гонке: Google, например, заявила, что к 2029 году у нее будет работающий отказоустойчивый компьютер. Финтех-компании и университеты испытывают различные аппаратные и физические системы. Добавьте это, и теперь у вас есть растущая и разнообразная экосистема.

Это означает, что влияние квантовых вычислений будет ощущаться до 2029 года. Кан сравнивает сегодняшнюю ситуацию с появлением первых мобильных телефонов, которые были большими и неуклюжими и использовались лишь несколькими богатыми людьми. Но эти первые последователи продвигали инновации. Точно так же Интернет существовал как малоизвестный домен между научными и оборонными исследовательскими лабораториями до того, как Всемирная паутина связала его воедино, чтобы его можно было коммерциализировать.

Всемирная паутина была ранним примером разработки с открытым исходным кодом, которая сделала Интернет доступным для всех, у кого есть компьютер и модем. То же самое уже происходит с квантовыми вычислениями: IBM управляет 25-кубитным квантовым компьютером в облаке, так что любой может использовать это оборудование онлайн.

От кибер к ИИ

Эксперты сходятся во мнении, что квантовые вычисления вот-вот начнут влиять на кибербезопасность. В течение пяти лет он будет использоваться для решения больших вопросов химии. Его способность рассчитывать сценарии и оптимизировать начнет улучшать управление рисками в финансах и других областях.

Однако наибольшее влияние окажет внедрение квантовых вычислений в искусственный интеллект.

«Вы не можете пропустить ИИ и машинное обучение, если хотите квантовые технологии», — сказал Сутор из IBM. «В глубине души весь ИИ — это математика; это тяжелые расчеты. Quantum позволит нам делать это быстрее для ИИ, чтобы мы могли находить лучшие модели и лучшие идеи».

Например, в мире финансовых услуг большую озабоченность по поводу ИИ вызывает «объяснимость». Нейронная сеть дает результаты, которые люди не могут понять, даже если вывод работает.

Однако это проблема отрасли. Торговые отделы должны объяснять свои стратегии, инвесторы должны объяснять свои портфели, а кредитные инспекторы должны объяснять, почему они одобрили или отклонили заявку на кредит (включая причины человеческого предубеждения, которые встраиваются в кодирование). Квантовые вычисления способны раскрыть тайны машинного обучения.

Можем ли мы сделать лучше на этот раз?

Тем не менее, от шифрования до объяснимости, квантовые вычисления поставят аналогичные вопросы об этике и надлежащем управлении — вопросы, которые игнорировались при подъеме классических вычислений и Интернета, поэтому мы наводнены глубокими подделками, враждебными сетями, утечками данных и сбор данных крупными технологическими платформами.

«В 1990-х мы спали за рулем, — сказал Хан из Cambridge Quantum. «Мы расплачиваемся сегодня. Нам нужно начать говорить об этом сейчас».

Таким образом, состояние квантовых вычислений очень похоже на кота Шрёдингера в коробке. Будет ли это силой добра или угрозой? Мы не можем поднять крышку, чтобы увидеть, поэтому ответ представляет собой вероятностное поле. Крайне важно, чтобы банки, наряду с другими организациями, готовились к любым грядущим изменениям, в идеале в партнерстве с регулирующими органами и общественностью.

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