Kuantum hesaplama finans sektörüne nasıl yardımcı oluyor?
Kalite kontrolleri henüz başlangıç aşamasındadır; deneyler zaten finans sektöründeki büyük potansiyellerini gösteriyor.
Dünya Ekonomik Forumu'nun 2022 tahminine göre, ulusal hükümetler kuantum hesaplama araştırmalarına 25 milyar dolardan fazla yatırım yaptı ve önceki yıl 1 milyar dolardan fazla risk sermayesi anlaşması yapıldı. Kuantum bilgisayarlar (QC'ler) geliştirmenin ilk aşamalarındadır ve günlük kullanım için pratik araçlar haline gelmeden önce aşılması gereken birçok teknik zorluk vardır.
Ancak çok çeşitli alanlardaki uygulamalar için büyük potansiyele sahip oldukları kanıtlanmıştır. QC'ler karmaşık matematik problemlerini klasik bilgisayarlara göre katlanarak daha hızlı çözme yeteneğine sahiptir, bu da onları birçok karmaşık görev için ideal kılar. Finans sektörü bu teknolojiyi ilk test edenlerden biri. Ancak askeriyeden ilaca, lojistikten imalata kadar pek çok endüstri kalite kontrol denemeleri yapıyor.
Kalite kontrollerin yukarıda belirtilen özelliklerinin finansal hizmetlerin geleceği üzerinde büyük bir etkisi olabilir. Daha hızlı ve daha doğru süreçler için finansal tahmin ve finansal modellemenin kalite kontrollerle desteklenebileceği çeşitli faaliyetler vardır. Özellikle portföy optimizasyonu, risk yönetimi ve varlık fiyatlaması en sık alıntı yapılan örneklerden bazılarıdır. Ancak şifrelemenin potansiyel yararları ve riskleri, finansal hizmet sağlayıcıların teknolojiyi izlemesini önemli kılmaktadır.
Kalite kontrolünde işbirliği kritik öneme sahiptir çünkü teknoloji ve yazılım geliştirme devrimi mümkün kılmaktadır. Hızlandırıcı programlar, donanım, yazılım veya bulut çözümlerini test etmek amacıyla IBM, Microsoft, Google veya Amazon gibi en büyük teknoloji şirketleri tarafından başlatılmaktadır.
Goldman Sachs, fiyatlandırma için kalite kontrollerinin kullanımını keşfetmek üzere Microsoft Azure Quantum ile ortaklık kurdu. JPMorgan optimizasyon ve risk yönetimi için kuantum çözümlerini test ediyor. HSBC, fiyatlandırma, portföy optimizasyonu ve risk hafifletme için kalite kontrollerinin kullanımını keşfetmek üzere 2022'de IBM ile bir işbirliği yapacağını duyurdu.
Kuantum bilgisayarlar nedir?
QC'ler, kuantum mekaniği ilkelerine dayanan, klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı hesaplamalar yapabilen yeni makinelerdir.
QC ifadesi, kuantum mekaniği ilkelerine dayanan yeni bir makine tipini ifade eder. Kuantum mekaniği, maddenin ve ışığın atomik ve atom altı ölçekteki davranışlarını inceleyen bir fizik dalıdır. Kalite kontrollerin en değerli özelliği belirli türdeki hesaplamaları klasik bilgisayarlara göre çok daha hızlı gerçekleştirmeleridir.
Klasik bilgisayarlar bilgiyi bit birimlerinde saklayıp işlerken, QC'ler kuantum bitlerini (veya kübitleri) kullanır. Bitler, bilgiyi ikili formatta temsil eder ve yalnızca iki olası değere sahip olabilir: sıfır veya bir. Klasik bir bilgisayardan geçen her bilgi aslında uzun bir sıfırlar ve birler dizisinden oluşur.
Qubit'ler aynı anda birden fazla durumda bulunabilir; bu, süperpozisyon olarak bilinen bir özelliktir. Bu, tek bir kübitin birçok olası sıfır ve bir kombinasyonunu temsil edebileceği anlamına gelir; Bu nedenle klasik bir bitten çok daha büyük miktarda bilgiyi işleyebilir.
Kübitlerin bir başka ilginç özelliği de kübit çiftlerinin yaratıldığı “dolaşma” potansiyelidir. Çiftlerden birinin durumunu değiştirmek, diğer kübitin durumunu da öngörülebilir bir şekilde değiştirecektir. Bu özellik QC'lere ekstra güç sağlar. Klasik bir bilgisayardaki bit sayısını artırmak, işlem gücü üzerinde doğrusal bir etkiye sahipken, kuantum makinesine bir kübit daha eklemek, işlem gücünde üstel bir artışa neden olur.
Kuantum bilgisayarlarını mevcut teknolojilere dahil etmek neden bu kadar zor?
Kalite kontrolün büyük potansiyeline rağmen, teknoloji ve uygulamalarının bazı zorlu engelleri aşması gerekiyor.
Kübitlerle çalışmak son derece zorlu bir bilimsel görev çünkü bunların son derece kırılgan ve kontrollü bir kuantum durumunda izole edilmesi gerekiyor. Fiziksel ortamdaki en ufak bir değişiklik (titreşim veya sıcaklık) dengesizliğe, yani süperpozisyonun çökmesine neden olabilir. Sistemi denge kaybından korumak için aşırı soğutulmuş buzdolapları, yalıtım veya vakum odaları gibi karmaşık önleyici eylemler gereklidir.
Zorluğun bir başka yönü de, farklı bir paradigma olarak kalite kontrollerinin yalnızca tamamen yeni donanım ve yazılım değil, aynı zamanda algoritmik çözümler de gerektirmesidir. Çok sayıda makale, makine öğrenimi, yapay zeka veya kriptografi alanlarında kalite kontrollerinin potansiyelini tartışıyor. Daha az vurgulanan nokta ise bunun yalnızca klasik bilgisayarlar için tasarlanmış (kuantumla geliştirilmiş) algoritmaları çalıştırmak için QC'leri kullanmak değil, aynı zamanda QC'lerin özelliklerinden yararlanan tamamen yeni algoritmalar yaratmak anlamına geldiği gerçeğidir.
Bankacılıkta kalite kontrolleri, hesaplama ve işlemlerin hızını ve hacmini artırma potansiyelleri nedeniyle oyunun kurallarını değiştirebilir. Ancak birçok finans kurumu kendi kuantum algoritmalarını denemeye yeni başladı ve bu potansiyellerin sınırları henüz belli değil. Kuantum algoritmaları, kuantum sistemlerinin süperpozisyon ve dolaşma gibi benzersiz özelliklerinden yararlanan algoritmalardır.
Kuantum algoritmalarına bir örnek, büyük, yapılandırılmamış finansal veritabanlarında klasik algoritmalardan daha hızlı arama yapmak için kullanılabilen Grover algoritmasıdır. Örneğin, belirli mali işlemleri aramak veya mali verilerdeki kalıpları belirlemek için kullanılabilir. Diğer bir örnek ise büyük sayıları klasik algoritmalara göre daha hızlı çarpanlara ayırmanıza olanak tanıyan Shor algoritmasıdır.
Kuantum hesaplamanın finans sektörü için faydaları nelerdir?
Finans sektörü kuantum hesaplama konusunda iyimser. Portföy optimizasyonu, risk yönetimi ve varlık fiyatlandırması gibi görevler büyük olanaklara sahiptir.
Grover ve Shor'un algoritmaları portföy optimizasyonuna uygulanabilir. Portföy optimizasyonu, riski en aza indirirken getiriyi en üst düzeye çıkarmak için en uygun yatırım kombinasyonunu bulmayı içerir. Daha hızlı ve daha doğru hesaplamalar sağlamanın yanı sıra teknoloji, çevresel, sosyal ve yönetişim faktörleri gibi daha geniş bir yelpazedeki faktörleri hesaba katan daha esnek optimizasyon stratejilerine olanak sağlayabilir.
Başka bir örnek varlıkların fiyatı olabilir. Varlık fiyatlandırması, hisse senedi, tahvil ve türevler gibi finansal varlıkların değerinin tahmin edilmesi sürecidir. Finansal varlıkları fiyatlandırmanın geleneksel yöntemleri, belirli bir finansal varlık için çok sayıda olası sonucun simüle edilmesini ve daha sonra bu simülasyonların değerini tahmin etmek için kullanılmasını içeren Monte Carlo simülasyonları gibi karmaşık matematiksel modellere dayanır. Quantum Monte Carlo (QMC), doğrusal olmayan getirilere sahip seçenekler gibi karmaşık finansal araçları yönetebilir.
İşte milyar dolarlık soru: Kuantum bilgisayarlar borsayı tahmin edebilir mi? Kuantum bilgisayarların bazı finansal modelleme görevlerinde klasik bilgisayarlara göre bazı avantajları olsa da borsayı mutlak doğrulukla tahmin etmeleri pek mümkün değil. Ayrıca, herhangi bir yeni teknoloji gibi, kuantum hesaplama da finansal uygulamalardaki tam potansiyelinin gerçekleştirilebilmesinden önce ele alınması gereken benzersiz zorluklar ve sınırlamalar sunar.
Birçok finansal hizmet şirketinin kalite kontrolün risk yönetimi üzerindeki etkisine ilişkin yüksek beklentileri vardır. Riskleri tanımlamayı, değerlendirmeyi, önceliklendirmeyi ve bu riskleri azaltmak veya yönetmek için adımlar atmayı içerir. Her aşamada risk sonuçlarını tahmin etmek için matematiksel modeller ve simülasyonlar bulunur ve zaman ve doğruluk bu süreçte çok önemli bir rol oynar. Siber güvenlik, risk yönetiminin önemli bir parçasıdır ve daha gelişmiş şifreleme yöntemlerinin etkinleştirilmesiyle geliştirilebilir.
Şifreleme, bankacılık sektöründe hassas bilgileri yetkisiz erişime karşı korumak için çok önemli bir önlem haline geldi. Bankacılık sistemleri, web siteleri ve mobil uygulamalar arasındaki iletişim kanallarının güvenliğini sağlamak, sunuculardaki, veritabanlarındaki ve yedeklemelerdeki verileri korumak amacıyla kullanılır. Ek olarak şifreleme, belgelerin orijinalliğini sağlamaya ve hassas belgelerde izinsiz değişiklik yapılmasını veya tahrif edilmesini önlemeye yardımcı olan dijital imzalar oluşturmak için kullanılır.
Kuantum hesaplama neden kriptografide iki ucu keskin bir kılıçtır?
Kriptografi ve blockchain teknolojisi kesinlikle kuantum bilişimden zarar görmeyecek; Ancak yönü hala soru işareti.
Kuantum hesaplama, kriptografi için hem bir tehdit hem de bir fırsatı temsil ediyor. Mevcut birçok şifreleme yöntemini kırma potansiyeline sahip olduğu gibi, aynı zamanda daha güvenli ve klasik bilgisayar saldırılarına karşı dayanıklı yenilerini oluşturma potansiyeline de sahiptir.
QC'ler klasik bilgisayarlardan katlanarak daha hızlıdır; bu da klasik bilgisayarların çözmesi yıllar, on yıllar ve hatta yüzyıllar sürecek matematik problemlerini hızlı bir şekilde çözebilecekleri anlamına gelir. Bu, dijital iletişimleri ve işlemleri korumak için kullanılan şifreleme şemalarının çoğunun altında yatan matematik problemlerini içerir.
Örneğin, Shor'un algoritması, RSA gibi birçok genel anahtar şifreleme algoritmasının temelini oluşturan büyük sayıları verimli bir şekilde çarpanlara ayırmak için kullanılabilir (kısaltma, yaratıcının adı olan Rivest-Shamir-Adleman'ı ifade eder).
Ancak kuantum kriptografi, klasik yöntemlere göre daha güvenli yeni kriptografik yöntemler oluşturmak için de kullanılabilir. Örneğin, kuantum anahtar dağıtımı, iki taraf arasında gizli bir anahtar oluşturmak ve dağıtmak için kullanılan, kötü niyetli bir varlığın iletişimi engellemesi durumunda bile değiş tokuş edilen bilgilerin gizliliğini ve bütünlüğünü sağlayan bir yöntemdir.
Bahsedilen özellikler blockchain teknolojilerinde kalite kontrolün geleceğinde bazı belirsizlikler yaratmaktadır. Blockchain'de kullanılan ve dijital varlıkların ve işlemlerin güvenliğini tehlikeye atabilecek mevcut şifreleme yöntemlerini kırma potansiyeline sahiptir. Aynı zamanda araştırmacılar, blockchain için bu tehdide karşı koymak amacıyla IBM'in CRYSTALS-Kyber genel anahtar şifrelemesi gibi kuantum dirençli şifreleme yöntemleri geliştirmek için çalışıyorlar. Ayrıca, QC'ler işlem hızını ve ölçeklenebilirliğini artırarak blok zincirlerini geliştirebilir, bu da daha verimli ve güvenli işlemlere yol açabilir.