“當我們開始整理后量子密碼學的方法以及量子通常能提供什么時，很明顯的，有一些潛在的用例可以讓你用量子以指數級的更高效的方式來完成某些交易。”富國銀行負責數字技術和創新的首席信息官Chintan Mehta表示。該團隊還發現了一些計算機科學中傳統計算機無法在合理的時間內解決的問題，可以使用量子技術來解決。“我們看到了解決某些數學問題的一線希望，這將極大地提高生產率。”Mehta回憶道。
如今，富國銀行正與麻省理工學院及IBM研究小組合作，探索和測試使用量子的數學計算。實驗包括向量數學和廣義線性代數的新方法。一個用例為：使用量子計算生態系統對并行完成的大量交易以更高效的方式進行快速重新計算定價。金融行業的其他用例還包括了依賴量子數據的建模能力來處理構建欺詐檢測系統所依賴的復雜數據結構。陳舊的欺詐檢測機制在一定程度上導致了客戶需要數周時間的等待。而量子技術則有望大大縮短處理時間。
Mehta強調，富國銀行關注的是量子計算的實用方面。“我們正在參與量子研究，以幫助驗證金融服務行業將受益于量子計算的用例;但我們不是在做純粹的基礎研究，比如如何建立物理量子基礎設施。”他解釋道。
量子的承諾
傳統的計算是基于二進制算法的，晶體管可以輕松處理。傳統計算機通過在更小的集成電路中塞入更多的晶體管而取得了長足的進步。
量子計算則是通過改變量子位(比特的量子等價物)來顛覆游戲規則，它可以采用多種狀態，而不僅僅是二進制的0或1。量子系統的能量將呈指數級的增長，這意味著一個理論上的200量子比特系統的能量將是一個100量子比特系統的2200倍。
因此，量子計算機能夠解決傳統計算機無法解決的問題，比如基于概率和假設場景建模的復雜多元變量問題。這有助于避免一些問題，比如駕駛輔助應用程序所建議的擁堵路線的替代路線，但然后又成為了新的交通堵塞的根源。量子流量優化可通過一次性計算所有的可能性來避免這個問題。
大型神經網絡(適用于跨行業的許多高級計算)主要依賴于線性代數的計算來訓練數十億個節點。“量子技術將以指數級的方式加速這一流程，將整個網絡的構建時間從幾天縮短到幾分鐘。”Mehta說。
已知的未知
盡管量子技術前景廣闊，但使用該技術的挑戰之一是還有許多未知因素。“在我們認為量子可以做的事情和量子今天可以做的事情之間仍然存在巨大的差距，尤其是在高階數學運算方面。”他說，“這些操作的穩定性，以及人類對計算結構的可重復性的期望在今天的量子中根本不存在。你可以運行多次計算，但每次都可能得到不同的答案。”這是一些擔憂的來源。“在我們所處的領域，模擬已經比實際的物理量子計算機走得更遠了。”Mehta說。
另一個未知因素是這項技術是否會如預測的那樣成功。Mehta對比了量子和AI：“對于AI，我們知道技術是可行的;但用戶能否確定特定的模式在他們的業務環境中有效，這是未知的。”他說。“而使用量子技術，失敗的概率更高，因為你還沒有證明任何東西，也沒有衡量成功的共同基準。”
富國銀行會獲得怎樣的成功?“這將是一個里程碑式的事件，而不是一個非常具體的結果。”Mehta說。“比如，我可以進行多次模擬嗎?傅里葉變換?微積分?當我們從非常基礎的離散數學轉向更復雜的計算時，里程碑才會被提及。”
富國銀行的最終目標是“一個強大的數學能力庫，你可以以此為基礎構建用例。”Mehta說。
奠定基礎
因為量子計算的成功正在系統地解決一個又一個的問題，Mehta建議企業可以參與一個低強度但長期的計劃。“你不能把所有可自由支配的錢都花在這上面，但要堅持不懈地去做研究。”他建議。回報是巨大的，但可能需要很長時間。
451 Research的分析師James Sanders也建議大家要有耐心，從長遠考慮。Sanders是451的標準普爾全球市場情報機構的一員，他說，公司現在就需要開始開發軟件了。
“現在是時候開始調查那些企業由于缺乏計算能力而無法解決的潛在業務問題了。”Sanders說。“是時候把這些問題從架子上拿下來，再問問這些問題是否可以通過量子計算來解決了。”
上述前景評估流程只是技術咨詢公司凱捷提出的關于企業如何為量子優勢做好準備的五個階段的建議中的第一步。“評估是其中重要的一部分;你需要與數據科學家和業務專家合作，找出你所在行業和組織中傳統計算機無法解決的、但有可能用量子計算解決的問題。”凱捷集團旗下Sogeti公司負責洞察和數據的副總裁Satya Sachdeva說。
該公司的其他建議還包括：組建一個小型專家團隊;將最有效的用例轉化為小規模的量子實驗;與技術供應商建立長期合作關系，克服技術障礙;并制定一個長期的戰略來擴大技能基礎。
全球科技情報公司ABI Research的首席分析師Lian Jye Su說，希望起步的企業有很多選擇。“阿里巴巴、亞馬遜、谷歌和IBM等公有云公司為研究人員提供了遠程運行量子程序和實驗的服務。”Su說。開發人員現在可以使用IBM的Qiskit、谷歌的Cirq、Amazon Braket以及其他軟件來構建量子應用程序，這些軟件是“為量子經典應用程序或純量子應用程序而設計的優化了量子電路的開源庫，包括機器學習。”Su說。“所有這些服務都可以在網上找到。”
先行者優勢
雖然專家們預計量子計算和經典計算在未來很長一段時間內將會共存，某些處理流程可能會被轉移到量子計算，然后再循環回到傳統處理流程，但現在是企業投入其中的時候了，Sachdeva說。“這將是一種先發優勢，而如果你選擇拖延，這種優勢就會喪失。”他表示。
至于富國銀行，它的量子計劃一直保持緩慢運行狀態。Mehta說，首席信息官們必須讓所有先進的研究項目同時進行。“你仍然需要繼續提高其他的非量子能力，無論是基于云的專業基礎設施還是其他技術。”Mehta說。“在量子實現和計算能力融合的某個時刻，它將以一種積極的方式帶來極大的顛覆性。”
現在是時候像富國銀行那樣為這種顛覆做好準備了。
“我們認為，量子正處于經典計算在30到40年前的階段。”Mehta說。“也就是說，它將比我們以前看到的任何東西都發展得更快。不參與不是一個選項。這將是一項影響未來的決定性技術。”
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