Банки відкривають коробку квантових обчислень

«Квантові комп’ютери зможуть швидко виконувати складні обчислення», — сказав П’єр Дюлон, заступник генерального директора з ІТ та операцій Credit Agricole у Парижі, виступаючи на Сінгапурському фестивалі фінансових технологій цього тижня. «Нашому комерційному та інвестиційному банку щодня потрібно проводити інтенсивні розрахунки».

Коли люди думають про квантову фізику – якщо вони взагалі про це думають – вони, ймовірно, не думають про банки. Вони можуть думати про кота в коробці.

Це був відомий уявний експеримент Ервіна Шредінгера, який уявив кота в коробці, який міг бути живим або мертвим, і те, що ми знаємо про стан кота, не відкриваючи кришки. Ідея полягала в тому, щоб проілюструвати, що фундаментальну реальність природи можна виміряти не бінарним способом, а серією ймовірностей, заснованих на відносинах між об’єктами та спостерігачами.

Квантова механіка займається взаємодією атомів та їхніх компонентів, і її дивовижність породила потребу в історіях, як про котів у коробці. Але наука дуже добре пояснює природні явища. Насправді настільки добре, що деякі вчені зараз описують Всесвіт як гігантський комп’ютер.

«Якщо природа — це один великий універсальний комп’ютер, — сказав Боб Сутор, керівник відділу квантових досліджень IBM у США, — тоді електрони — це дані, а програми — це ми — наша хімія, кожна фізична реакція, яка у нас відбувається. Сама природа є найбільшим комп’ютером, який може їх вирішити. Чи можемо ми наслідувати, як природа працює як спосіб обчислень?»

Математики та інженери роками працювали, щоб зробити саме це: розробити апаратне забезпечення для квантових комп’ютерів і алгоритми, які вони можуть виконувати.

Сьогодні ми маємо діючі прототипи квантових комп’ютерів, хоча вони не можуть зробити нічого корисного. Ще ні. Але ця утиліта не за горами, тому такі банки, як Credit Agricole, так прагнуть ними скористатися.

«Масштаб змін буде високим», — сказала Валері Соваж, керуючий директор і голова відділу ІТ для Азіатсько-Тихоокеанського регіону в Сінгапурі. Вона керує новою командою, яка розробляє сценарії використання квантових обчислень в управлінні ризиками та на ринках капіталу.

Більше математиків!

Банки шукають технологію для оптимізації портфелів, встановлення цін на складні продукти, моделювання ринкових умов і покращення кібербезпеки.

---

---

Окрім того факту, що квантові комп’ютери все ще знаходяться в зародковому стані, найбільшою перешкодою, з якою стикаються банки, є нестача талантів.

«Для квантових обчислень потрібні навички, відмінні від традиційного програмування», — сказав Дулон. «Це вимагає певних знань квантової фізики та солідного досвіду математики». Credit Agricole прагне до партнерства з фінтех-компаніями та університетами з такими людьми.

Обчислення au naturale

Ільяс Хан, генеральний директор компанії Cambridge Quantum у Великій Британії, сказав (досить оптимістично): «Немає причин дивуватися квантовим обчисленням».

Квантові комп’ютери використовують субатомні частинки для перенесення інформації, подібно до того, як класичний комп’ютер керує транзистором, щоб маніпулювати електричними сигналами, щоб робити те саме. Але транзистор і його спадкоємець, мікропроцесор, є «надуманими предметами», як сказав Хан. Це людські хитрощі, призначені для маніпулювання природою, тому вони мають обмеження. Квантові обчислення засновані на природних явищах. Це «справжній Маккой». Тому він не має обмежень на те, що він може обчислювати, принаймні теоретично.

Хитрість полягає в тому, щоб змусити машини справді працювати.

Апаратне забезпечення, яке ми маємо сьогодні, чутливе та дзвінке. Помилки виникають на самому базовому рівні апаратного забезпечення: кубіті, тобто квантовому біті.

У класичних обчисленнях біт є найосновнішою одиницею інформації, або нулем, або одиницею, а байт — це тисяча біт. DigFin пише це на ноутбуці Mac із 500 гігабайтами пам’яті. Це багато одиниць і нулів, що крутяться навколо мікропроцесорів ноутбука. Незважаючи на те, що Mac дивовижний, він може запускати лише відносно прості програми. Це тому, що його мікрочіпи є «надуманими елементами», а тому обмежені.

Світ квантових обчислень перетворив біти на кубіти або квантові біти. Вони обробляють набагато більше інформації, ніж біт: замість нуля та одиниці кубіт вимірює потенціал того, що біт є одним або іншим словом, кіт у коробці мертвий чи живий? Невизначеність обчислюється в імовірностях, а не в бінарних співвідношеннях, що створює величезне поле можливостей для комп’ютера.

Революційний кубіт

Хитрість полягає в тому, що, згідно з квантовою механікою, ви не можете фактично спостерігати положення субатомних частинок, не даючи безглуздих результатів. Іншими словами, спроба відстежити вихід квантових комп’ютерів має тенденцію призвести до збою системи. Але оскільки інженери створюють все більші масиви кубітів, вони вчаться використовувати їх потужність.

Джон Мартініс, професор фізики Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі, каже, що масштабування використання кубітів є одним із способів оцінити прогрес. Наприклад, Google та інші компанії кажуть, що для підтримки роботи, незважаючи на помилки, — іншими словами, для запуску програмного забезпечення, буде потрібно близько 1 мільйона кубітів.

Зараз найбільший квантовий комп’ютер має лише 64 кубіти. Здається, що галузь ще далека від досягнення 1 мільйона кубітів, але прогрес може бути експоненціальним.

Зважаючи на це, експерти вважають, що для злому більшості протоколів шифрування знадобиться комп’ютер із 50 мільйонами кубітів. Це звучить ще далеко, але реальність така, що урядам і компаніям доведеться або негайно розробити квантовий кіберзахист, або припустити, що всі їхні секрети будуть розкриті всього за десять років.

«Це символізує промислову революцію, яку ми всі переживаємо», — сказав Кан. «Ця революція більш фундаментальна, ніж будь-яка, що мала місце в історії».

Більше, ніж Інтернет?

«Це настільки ж масштабно, як впровадження класичних комп’ютерів у 1980-х роках», — сказав Соваж із Credit Agricole.

«Це більше», — сказав Хан.

Раніше, ніж ви думаєте

Квантові обчислення не викликали галасу щодо штучного інтелекту. Але такі уряди, як США, Китай, Велика Британія, Сінгапур, Німеччина та інші, вважають квантові обчислення національним пріоритетом.

Найбільші світові технологічні компанії також беруть участь у змаганні: Google, наприклад, оголосив, що матиме відмовостійкий комп’ютер, який працюватиме до 2029 року. Фінтех-компанії та університети випробовують різноманітне апаратне забезпечення та фізичні системи. Додайте це, і тепер є зростаюча та різноманітна екосистема.

Це означає, що вплив квантових обчислень буде відчутним до 2029 року. Кан порівнює сьогоднішню ситуацію з появою перших мобільних телефонів, які були великими та незграбними і ними користувалися лише кілька багатих людей. Але ті перші користувачі привели до інновацій. Подібним чином Інтернет існував як незрозумілі домени серед наукових і оборонних дослідницьких лабораторій до того, як Всесвітня павутина об’єднала його разом, щоб його можна було комерціалізувати.

Всесвітня павутина була першим прикладом розробки з відкритим вихідним кодом, що зробило Інтернет доступним для всіх, хто має комп’ютер і модем. Те саме відбувається з квантовими обчисленнями: IBM керує 25-кубітним квантовим комп’ютером у хмарі, тож будь-хто може використовувати обладнання онлайн.

Від кібернетики до ШІ

Експерти погоджуються, що квантові обчислення ось-ось почнуть впливати на кібербезпеку. Протягом п’яти років його використовуватимуть для вирішення великих питань хімії. Його здатність розраховувати сценарії та оптимізувати покращить управління ризиками у фінансах та інших сферах.

Однак найбільший вплив матиме впровадження квантових обчислень у штучний інтелект.

«Ви не можете пропустити штучний інтелект і машинне навчання, якщо хочете отримати квантові технології», — сказав Сутор з IBM. «У глибині душі весь ШІ — це математика; це важкі розрахунки. Quantum дозволить нам робити це швидше для штучного інтелекту, щоб ми могли знаходити кращі шаблони та краще розуміння».

Наприклад, у світі фінансових послуг велике занепокоєння щодо ШІ викликає «зрозумілість». Нейронна мережа дає результати, які люди не можуть зрозуміти, навіть якщо результат працює.

Однак це проблема для галузі. Торгові відділи повинні пояснювати свої стратегії, інвестори повинні пояснювати свої портфелі, а кредитні інспектори повинні пояснювати, чому вони схвалили або відхилили заявку на позику (включно з причинами людської упередженості, яка готується до кодування). Квантові обчислення здатні розкрити таємниці машинного навчання.

Чи можемо ми зробити краще цього разу?

Однак, від шифрування до пояснюваності, квантові обчислення поставлять схожі питання про етику та ефективне управління – питання, які ігнорувалися під час розвитку класичних обчислень та Інтернету, тому ми завалені глибокими фейками, мережами суперництва, витоками даних та збір даних великими технологічними платформами.

«У 1990-х ми спали за кермом», — сказав Хан з Cambridge Quantum. «Сьогодні ми платимо ціну. Ми повинні почати говорити про це зараз».

Тому стан квантових обчислень дуже нагадує кота Шредінгера в ящику. Це буде сила добра чи загроза? Ми не можемо підняти кришку, щоб побачити, тому відповідь є полем ймовірності. Життєво важливо, щоб банки, серед інших організацій, готувалися до будь-яких майбутніх змін, в ідеалі в партнерстві з регуляторами та громадськістю.

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