Bankerna öppnar kvantberäkningslådan

"Kvantdatorer kommer att kunna utföra komplexa beräkningar, snabbt," sa Pierre Dulon, vice VD för IT och drift på Credit Agricole i Paris, när han presenterade på Singapore Fintech Festival denna vecka. "Vår affärs- och investeringsbank behöver göra intensiva beräkningar varje dag."

När människor tänker på kvantfysik – om de tänker på det alls – tänker de förmodligen inte på banker. De kanske tänker på en katt i en låda.

Detta var det berömda tankeexperimentet av Erwin Schrödinger, som tänkte på en katt i en låda som kan vara levande eller död, och vad vi vet om kattens status utan att öppna locket. Tanken var att illustrera att naturens grundläggande verklighet inte kan mätas på ett binärt sätt, utan en serie sannolikheter baserade på relationerna mellan objekt och observatörer.

Kvantmekaniken handlar om samspelet mellan atomer och deras komponenter, och dess konstigheter har krävt berättelser som katter i en låda. Men vetenskapen förklarar naturfenomen väldigt bra. Så bra, faktiskt, att vissa forskare nu beskriver universum i termer av att det är en gigantisk dator.

"Om naturen är en enda stor universell dator", sa Bob Sutor, chefs kvantexponent vid IBM i USA, "så är elektronerna data och tillämpningarna är vi - vår kemi, varje fysisk reaktion vi har. Naturen själv är den största datorn som kan lösa dessa. Kan vi imitera hur naturen fungerar som ett sätt att beräkna?"

Matematiker och ingenjörer har arbetat i flera år för att göra just det: utveckla hårdvaran för kvantdatorer och de algoritmer de kan utföra.

Idag har vi prototyper av kvantdatorer i drift, även om de inte kan göra något användbart. Inte än. Men det verktyget är precis runt hörnet, vilket är anledningen till att banker som Credit Agricole är så angelägna om att använda dem.

"Omfattningen av förändringen kommer att vara stor", säger Valerie Sauvage, vd och chef för IT för Asia Pacific i Singapore. Hon leder ett nytt team som utvecklar användningsfall för kvantberäkningar inom riskhantering och kapitalmarknader.

Fler matematiker!

Banker tittar på tekniken för att optimera portföljer, prissätta komplexa produkter, simulera marknadsförhållanden och uppgradera cybersäkerhet.

---

---

Bortsett från det faktum att kvantdatorer fortfarande är embryonala, är det största hindret som bankerna står inför en brist på talang.

"Quantum computing behöver färdigheter som skiljer sig från traditionell programmering," sa Dulon. "Det kräver viss kunskap om kvantfysik och en gedigen bakgrund i matematik." Credit Agricole vill samarbeta med fintechs och universitet med sådana människor.

Beräkning au naturale

Ilyas Khan, VD för Cambridge Quantum i Storbritannien, sa (ganska optimistiskt), "Det finns ingen anledning att bli mystifierad av kvantberäkning."

Kvantdatorer använder subatomära partiklar för att bära information, precis som en klassisk dator driver en transistor för att manipulera elektriska signaler för att göra detsamma. Men en transistor och dess arvtagare, mikroprocessorn, är "konstruerade föremål", som Khan uttryckte det. De är mänskliga föremål som är avsedda att manipulera naturen, och därför har de gränser. Kvantberäkning är baserad på naturfenomen. Det är den "riktiga McCoyen". Därför möter den inte begränsningar på vad den kan beräkna, åtminstone i teorin.

Tricket är att få maskinerna att faktiskt fungera.

Hårdvaran vi har idag är känslig och skakig. Fel uppstår på den mest grundläggande nivån av hårdvaran: qubiten, det vill säga kvantbiten.

I klassisk datoranvändning är en bit den mest grundläggande informationsenheten, antingen noll eller en, och en byte är tusen bitar. DigFin skriver detta på en Mac-laptop med 500 gigabyte lagringsutrymme. Det är många ettor och nollor som zippar runt den bärbara datorns mikroprocessorer. Hur fantastisk Mac än är, kan den fortfarande bara köra relativt enkla program. Det beror på att dess mikrochips är "konstruerade föremål" och därför begränsade.

Kvantberäkningsvärlden har förvandlat bitar till kvantbitar, eller kvantbitar. Dessa bearbetar mycket mer information än en bit: istället för noll och en mäter en qubit potentialen för att en bit är antingen en – med andra ord, är katten i lådan död eller lever? Osäkerheten beräknas i sannolikheter snarare än ett binärt samband, vilket skapar ett enormt fält av möjligheter för en dator att krascha.

Den revolutionära qubiten

Tricket är att, enligt kvantmekaniken, kan du faktiskt inte observera subatomära partiklars position utan att ge nonsensresultat. Med andra ord, att försöka övervaka utdata från kvantdatorer har en tendens att krascha systemet. Men när ingenjörer bygger allt större uppsättningar av qubits, lär de sig hur de kan utnyttja sin kraft.

John Martinis, professor i fysik vid University of California i Santa Barbara, säger att skalning av användningen av qubits är ett sätt att jämföra framsteg. Till exempel säger Google och andra företag att det kommer att ta cirka 1 miljon qubits för att upprätthålla verksamheten trots fel – med andra ord att köra program.

Just nu har den största kvantdatorn bara 64 qubits. Det får det att låta som att branschen är långt borta från att nå 1 miljon qubits, men framstegen kan vara exponentiella.

Med det i åtanke tror experter att det kommer att krävas en dator på 50 miljoner qubit för att knäcka de flesta krypteringsprotokoll. Det låter ännu längre bort, men verkligheten är att regeringar och företag kommer att behöva antingen utveckla kvantcyberförsvar direkt, eller anta att alla deras hemligheter kommer att redas ut inom så få som tio år.

"Detta representerar en industriell revolution som vi alla genomlever," sa Kahn. "Denna revolution är mer grundläggande än någon annan som har ägt rum i historien."

Större än internet?

"Detta är lika stort som antagandet av klassiska datorer på 1980-talet," sa Sauvage på Credit Agricole.

"Det här är större," sa Khan.

Förr än du tror

Quantum computing har inte lockat till sig hypen med artificiell intelligens. Men regeringar som USA, Kina, Storbritannien, Singapore, Tyskland och andra eftersträvar kvantberäkning som nationella prioriteringar.

Världens största teknikföretag är också med i tävlingen: Google har till exempel deklarerat att de kommer att ha en feltolerant dator igång 2029. Fintechs och universitet provar en mängd olika hårdvara och fysiska system. Lägg ihop det och det finns nu ett växande och mångsidigt ekosystem.

Detta innebär att effekten av kvantberäkning kommer att märkas före 2029. Kahn liknar dagens situation med introduktionen av de första mobiltelefonerna, som var stora och klumpiga och endast användes av ett fåtal rika människor. Men dessa tidiga användare drev innovation. På samma sätt existerade internet som obskyra domäner bland forskningslaboratorier för vetenskap och försvar innan World Wide Web knöt ihop det så att det kunde kommersialiseras.

World Wide Web var ett tidigt exempel på öppen källkodsutveckling, som gjorde internet tillgängligt för alla med en dator och ett modem. Samma sak händer redan med kvantberäkningar: IBM driver en 25-qubit kvantdator i molnet, så att vem som helst kan använda hårdvaran online.

Från cyber till AI

Experter är överens om att kvantberäkning är på väg att börja påverka cybersäkerhet. Inom fem år kommer det att användas för att ta itu med stora frågor inom kemi. Dess förmåga att beräkna scenarier och optimeringar kommer att börja förbättra riskhanteringen inom finans och andra områden.

Den största effekten kommer dock att vara att anta kvantberäkningar inom artificiell intelligens.

"Du kan inte hoppa över AI och maskininlärning om du vill ha kvant", sa IBMs Sutor. "Innan djupet är all AI matematik; det är tunga beräkningar. Quantum kommer att göra det möjligt för oss att göra detta snabbare för AI så att vi kan hitta bättre mönster och bättre insikter."

Till exempel i den finansiella tjänstevärlden är en stor oro för AI "förklarbarhet". Ett neuralt nätverk ger resultat som människor inte kan förstå, även om resultatet fungerar.

Detta är dock ett problem för branschen. Handelsbord måste förklara sina strategier, investerare måste förklara sina portföljer och kreditansvariga måste förklara varför de godkände eller avvisade en låneansökan (inklusive skäl till mänsklig fördom som blir inblandad i kodningen). Quantum computing har kraften att låsa upp mysterierna med maskininlärning.

Kan vi bli bättre den här gången?

Men från kryptering till förklaringsbarhet kommer kvantdatorer att ställa liknande frågor om etik och god förvaltning – frågor som ignorerades i uppkomsten av klassisk datoranvändning och internet, vilket är anledningen till att vi översvämmas av djupa förfalskningar, motståndskraftiga nätverk, dataintrång och datainsamling av stora tekniska plattformar.

"Vi sov vid ratten på 1990-talet", sa Khan från Cambridge Quantum. "Vi betalar priset i dag. Vi måste börja prata om det här nu."

Kvantberäkningens tillstånd är därför mycket som Schrödingers katt i lådan. Kommer det att vara en god kraft – eller ett hot? Vi kan inte lyfta på locket för att se, så svaret är ett sannolikhetsfält. Det är viktigt att banker, bland andra organisationer, förbereder sig för de förändringar som väntar, helst i samarbete med tillsynsmyndigheter och allmänheten.

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