Banke odpirajo škatlo kvantnega računalništva

"Kvantni računalniki bodo lahko hitro izvajali zapletene izračune," je povedal Pierre Dulon, namestnik izvršnega direktorja za IT in operacije pri Credit Agricole v Parizu, ki je ta teden predstavil na singapurskem festivalu Fintech. "Naša komercialna in investicijska banka mora vsak dan narediti intenzivne izračune."

Ko ljudje razmišljajo o kvantni fiziki – če o njej sploh razmišljajo – verjetno ne razmišljajo o bankah. Morda pomislijo na mačko v škatli.

To je bil slavni miselni eksperiment Erwina Schrödingerja, ki si je zamislil mačko v škatli, ki je lahko živa ali mrtva, in kaj vemo o statusu mačke, ne da bi odprli pokrov. Ideja je bila ponazoriti, da temeljne resničnosti narave ni mogoče meriti na binarni način, temveč niz verjetnosti, ki temelji na odnosih med predmeti in opazovalci.

Kvantna mehanika se ukvarja z medsebojnim delovanjem atomov in njihovih komponent, njena nenavadnost pa je zahtevala zgodbe kot mačke v škatli. Toda znanost zelo dobro razlaga naravne pojave. Pravzaprav tako dobro, da nekateri znanstveniki zdaj opisujejo vesolje kot ogromen računalnik.

»Če je narava en velik univerzalni računalnik,« je dejal Bob Sutor, vodja kvantnega eksponenta pri IBM v ZDA, »potem so elektroni podatki in aplikacije mi – naša kemija, vsaka fizična reakcija, ki jo imamo. Narava sama je največji računalnik, ki jih lahko reši. Ali lahko posnemamo, kako narava deluje kot način računalništva?«

Matematiki in inženirji si že leta prizadevajo narediti točno to: razviti strojno opremo za kvantne računalnike in algoritme, ki jih lahko izvajajo.

Danes imamo delujoče prototipe kvantnih računalnikov, ki pa ne morejo narediti nič koristnega. Ne še. Toda ta pripomoček je tik za vogalom, zato jih banke, kot je Credit Agricole, tako rade uporabljajo.

"Obseg sprememb bo velik," je dejala Valerie Sauvage, generalna direktorica in vodja IT za azijsko-pacifiško regijo v Singapurju. Nadzira novo ekipo, ki razvija primere uporabe kvantnega računalništva pri obvladovanju tveganj in kapitalskih trgih.

Več matematikov!

Banke iščejo tehnologijo za optimizacijo portfeljev, določanje cen kompleksnih produktov, simulacijo tržnih pogojev in nadgradnjo kibernetske varnosti.

---

---

Poleg dejstva, da so kvantni računalniki še vedno v zarodku, je največja ovira, s katero se srečujejo banke, pomanjkanje talentov.

"Kvantno računalništvo potrebuje drugačna znanja od tradicionalnega programiranja," je dejal Dulon. "Zahteva nekaj znanja o kvantni fiziki in trdno znanje iz matematike." Credit Agricole išče partnerstvo s finančnimi tehnologijami in univerzami s takimi ljudmi.

Računalništvo au naturale

Ilyas Khan, izvršni direktor Cambridge Quantum v Združenem kraljestvu, je dejal (precej optimistično): "Ni razloga, da bi nas kvantno računalništvo zmešalo."

Kvantni računalniki uporabljajo subatomske delce za prenašanje informacij, tako kot klasični računalnik upravlja tranzistor za manipulacijo električnih signalov, da naredi isto. Toda tranzistor in njegov naslednik, mikroprocesor, sta "izmišljena elementa", kot je rekel Khan. So človeške naprave, namenjene manipuliranju z naravo, zato imajo omejitve. Kvantno računalništvo temelji na naravnih pojavih. To je "pravi McCoy". Zato se ne sooča z omejitvami glede tega, kaj lahko izračuna, vsaj v teoriji.

Trik je v tem, da stroji dejansko delujejo.

Strojna oprema, ki jo imamo danes, je občutljiva in žvenketajoča. Napake se pojavljajo na najbolj osnovni ravni strojne opreme: qubit, to je kvantni bit.

V klasičnem računalništvu je bit najosnovnejša enota informacije, bodisi nič ali ena, bajt pa tisoč bitov. DigFin piše to na prenosnem računalniku Mac s 500 gigabajti prostora za shranjevanje. To je veliko enic in ničel, ki se vrtijo po mikroprocesorjih prenosnikov. Ne glede na to, kako neverjeten je Mac, lahko še vedno izvaja le relativno preproste programe. To je zato, ker so njegovi mikročipi "izmišljeni predmeti" in zato omejeni.

Svet kvantnega računalništva je bite spremenil v kubite ali kvantne bite. Ti procesirajo veliko več informacij kot bit: namesto nič in ena kubit meri potencial bita, ki je bodisi ena – z drugimi besedami, ali je mačka v škatli mrtva ali živa? Negotovost je izračunana v verjetnostih in ne v binarnem razmerju, kar ustvarja ogromno možnosti za računalnik.

Revolucionarni qubit

Trik je v tem, da glede na kvantno mehaniko ne morete dejansko opazovati položaja subatomskih delcev, ne da bi dobili nesmiselne rezultate. Z drugimi besedami, poskus spremljanja izhodnih podatkov iz kvantnih računalnikov lahko zruši sistem. Ko pa inženirji gradijo vse večje nize kubitov, se učijo, kako izkoristiti njihovo moč.

John Martinis, profesor fizike na Univerzi Kalifornije v Santa Barbari, pravi, da je povečanje uporabe kubitov eden od načinov za primerjavo napredka. Na primer, Google in druga podjetja pravijo, da bo za vzdrževanje delovanja kljub napakam potrebnih približno 1 milijon kubitov – z drugimi besedami, za zagon programov.

Trenutno največji kvantni računalnik ima le 64 kubitov. Zaradi tega se sliši, kot da je industrija daleč od dosega 1 milijona kubitov, vendar je napredek lahko eksponenten.

S tem v mislih strokovnjaki verjamejo, da bo za vlom v večino šifrirnih protokolov potreben računalnik s 50 milijoni kubitov. To se sliši še bolj oddaljeno, toda resničnost je, da bodo morale vlade in podjetja takoj razviti kvantno kibernetsko obrambo ali pa domnevati, da bodo vse njihove skrivnosti razkrite v samo desetih letih.

"To predstavlja industrijsko revolucijo, ki jo vsi živimo," je dejal Kahn. "Ta revolucija je bolj temeljna kot katera koli, ki se je zgodila v zgodovini."

Večji od interneta?

"To tako veliko kot sprejetje klasičnih računalnikov v osemdesetih letih," je dejal Sauvage iz Credit Agricole.

"Ta je večji," je rekel Khan.

Prej kot si mislite

Kvantno računalništvo ni pritegnilo navdušenja nad umetno inteligenco. Toda vlade, kot so ZDA, Kitajska, Združeno kraljestvo, Singapur, Nemčija in druge, kvantno računalništvo obravnavajo kot nacionalne prednostne naloge.

V tekmi so tudi največja svetovna tehnološka podjetja: Google je na primer izjavil, da bo do leta 2029 imel računalnik, odporen na napake. Fintehnologije in univerze preizkušajo različne strojne in fizične sisteme. Seštejte in zdaj obstaja rastoč in raznolik ekosistem.

To pomeni, da se bo vpliv kvantnega računalništva čutil pred letom 2029. Kahn današnje razmere primerja z uvedbo prvih mobilnih telefonov, ki so bili veliki in okorni ter jih je uporabljalo le nekaj bogatih ljudi. Toda ti prvi uporabniki so spodbudili inovacije. Podobno je internet obstajal kot nejasna področja med znanstvenimi in obrambnimi raziskovalnimi laboratoriji, preden ga je svetovni splet spletel skupaj, da bi ga lahko komercializirali.

Svetovni splet je bil zgodnji primer odprtokodnega razvoja, ki je naredil internet dostopen vsakomur z računalnikom in modemom. Enako se že dogaja s kvantnim računalništvom: IBM upravlja 25-kubitni kvantni računalnik v oblaku, tako da lahko kdorkoli uporablja strojno opremo na spletu.

Od kibernetike do umetne inteligence

Strokovnjaki se strinjajo, da bo kvantno računalništvo kmalu začelo vplivati ​​na kibernetsko varnost. V petih letih se bo uporabljal za reševanje velikih vprašanj v kemiji. Njegova zmožnost izračuna scenarijev in optimizacij bo začela izboljševati obvladovanje tveganj v financah in na drugih področjih.

Največji vpliv pa bo imela uvedba kvantnega računalništva v umetni inteligenci.

"Ne morete preskočiti AI in strojnega učenja, če želite kvantno," je dejal Sutor iz IBM-a. »Globoko v sebi je vsa umetna inteligenca matematika; to so težki izračuni. Quantum nam bo omogočil, da to storimo hitreje za AI, da bomo lahko našli boljše vzorce in boljše vpoglede.«

Na primer, v svetu finančnih storitev je velika skrb glede AI "razložljivost". Nevronska mreža zagotavlja rezultate, ki jih ljudje ne razumejo, tudi če rezultat deluje.

Vendar je to težava za industrijo. Trgovalne mize morajo razložiti svoje strategije, vlagatelji morajo razložiti svoje portfelje, kreditni uradniki pa morajo razložiti, zakaj so odobrili ali zavrnili vlogo za posojilo (vključno z razlogi za človeško pristranskost, ki je vpletena v kodiranje). Kvantno računalništvo ima moč odkriti skrivnosti strojnega učenja.

Lahko tokrat bolje?

Od šifriranja do razložljivosti pa bo kvantno računalništvo postavilo podobna vprašanja o etiki in dobrem upravljanju – vprašanja, ki so bila v vzponu klasičnega računalništva in interneta prezrta, zato smo preplavljeni z globokimi ponaredki, kontradiktornimi mrežami, kršitvami podatkov in zbiranje podatkov s strani velikih tehnoloških platform.

"V devetdesetih smo spali za volanom," je dejal Khan iz Cambridge Quantum. »Danes plačujemo ceno. O tem se moramo začeti pogovarjati zdaj.”

Stanje kvantnega računalništva je torej zelo podobno Schrödingerjevemu mačku v škatli. Bo to sila dobrega – ali grožnja? Ne moremo dvigniti pokrova, da bi videli, zato je odgovor verjetnostno polje. Ključnega pomena je, da se banke, poleg drugih organizacij, pripravijo na kakršne koli spremembe, ki jih čakajo, najbolje v sodelovanju z regulatorji in javnostjo.

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