Квантовые компьютеры еще далеки от того, чтобы заменить обычные компьютеры, но, как установили исследователи, новые квантовые алгоритмы могут значительно повысить эффективность выполнения некоторых критически важных финансовых операций. Оборудование для этих целей может появиться всего через пять лет, сообщает портал ZDNet.

Большинство ученых считает, что квантовый компьютер, способный решать крупномасштабные бизнес-задачи, — это все еще перспективная разработка, которая принесет плоды в далеком будущем, по крайней мере, не раньше, чем через десять лет. Но недавно исследователи американского банка Goldman Sachs и компании QC Ware, занимающейся квантовыми вычислениями, разработали новые квантовые алгоритмы, которые, по их словам, могут значительно повысить эффективность выполнения некоторых критически важных финансовых операций, соответствующее оборудование появится всего лишь через пять лет. Исследователи предлагают банкирам не дожидаться появления полноценных квантовых машин: чтобы воспользоваться преимуществами технологии достаточно тех машин, которые появятся в ближайшее время, даже несмотря на то, что они все еще будут далеки от полнофункциональных устройств.

Goldman Sachs уже много лет исследует потенциал квантовых технологий, способных коренным образом видоизменить работу финансового сектора. В частности, исследователи банка изучали возможности использования квантовых вычислений для оптимизации так называемого моделирования Монте-Карло, которое заключается в определении цены финансовых активов на основе того, как меняется цена других соответствующих активов с течением времени c учетом риска, присущего различным опционам, акциям, валютам и товарам. Цена финансовых активов — это одна из самых трудоемких задач в финансах. Для ее построения требуется большое количество прогнозов относительно различных движений рынка.

Квантовые вычисления уже давно рассматриваются как потенциальный способ ускорить оценку рисков. Это связано с необычайной вычислительной мощностью, которую, как ожидается, эта технология может обеспечить по сравнению с классическими подходами. Уже существует множество квантовых алгоритмов (например, QFT-free Monte Carlo), которые, как демонстрировали исследователи, в 1000 раз увеличивают скорость расчетов Монте-Карло и могут изменить принцип работы финансовых рынков. Тем не менее, воспользоваться их преимуществами можно будет только после того, как эти алгоритмы удастся запустить на квантовом устройстве, которое сможет работать с финансовыми программами и достигать точных результатов.

Например, предыдущая работа, проведенная Goldman Sachs совместно с IBM, показала, что для достижения квантового преимущества потребуется устройство, поддерживающее 7500 логических кубитов. Для сравнения, IBM в настоящее время работает над выпуском 127-кубитного процессора. Дело не только в числе кубитов: чтобы квантовые компьютеры могли надежно и без ошибок выполнять вычисления, они также должны быть оптимизированы. Нынешние квантовые процессоры имеют очень высокую частоту ошибок, и, по мнению QC Ware, разработка квантового оборудования с коррекцией ошибок, необходимого для эффективного выполнения симуляций Монте-Карло, потребует от 10 до 20 лет. Чтобы в два раза сократить текущие сроки разработки и при этом получить значительное ускорение (хоть и ниже, чем , команда пожертвовала некоторой скоростью вычислений в обмен на возможность использовать более доступные аппаратные возможности.

Ученые разработали два новых квантовых алгоритма Shallow Monte Carlo, которые снижают ускорение с 1000 до 100 раз, но зато, как показали тщательный анализ и эмпирическое моделирование, им требуются схемы меньшего размера, которые, как ожидается, появятся в ближайшие 5-10 лет.

Усилия Goldman Sachs и QC Ware отражают стремление отрасли, которая все больше фокусируется на получении преимуществ квантовых вычислений уже в ближайшей перспективе, несмотря на недостатки, которые все еще сдерживают развитие квантовых устройств. Будь то настройка алгоритмов, комбинирование квантовых и классических методов или тестирование и сравнение различных подходов к квантовым вычислениям, исследователи и компании стремятся найти методы, которые позволят сделать квантовые компьютеры полезными в кратчайшие сроки.

Поэтому разработки Goldman Sachs и QC Ware являются еще одним шагом на пути к поиску квантовых алгоритмов, совместимых с характерными для нашего времени устройствами NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum).