金融，可以定義為資金管理科學(xué)，金融最深層是處理資產(chǎn)未來(lái)行為的不確定性，以及資產(chǎn)未來(lái)可能具有的價(jià)格和回報(bào)（利潤(rùn)或損失）。?從全球金融領(lǐng)域發(fā)展歷程上看，科技應(yīng)用賦能可以大致分為三個(gè)階段：金融電子化、互聯(lián)網(wǎng)金融和金融科技。金融AI，大行其道，AI賦能的質(zhì)變來(lái)源于量子帶來(lái)的算力革命。

而AI科技的下一步，就是量子計(jì)算。由于量子計(jì)算使用了量子特有的物理效應(yīng)來(lái)處理信息，因此目前的超級(jí)計(jì)算機(jī)需要數(shù)十億年才能解決一些數(shù)學(xué)問(wèn)題，未來(lái)的量子計(jì)算可能在幾周、幾天或幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就能找到答案。作為最前沿的科技技術(shù)，它可廣泛賦能金融行業(yè)各細(xì)分領(lǐng)域，應(yīng)用涉及資產(chǎn)配置場(chǎng)景優(yōu)化、資本市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)分析、保險(xiǎn)業(yè)的災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)建模、以及加密安全等方面。

量子計(jì)算在投資組合管理的應(yīng)用

投資組合優(yōu)化問(wèn)題，一直是金融行業(yè)受關(guān)注度最高、收益率最明顯的計(jì)算場(chǎng)景。當(dāng)前，在金融服務(wù)資產(chǎn)配置上，要通過(guò)傳統(tǒng)的計(jì)算方法去解決多種投資組合優(yōu)化場(chǎng)景中問(wèn)題，還存在多重難點(diǎn)。

一般來(lái)說(shuō)，投資組合經(jīng)理在估計(jì)預(yù)期回報(bào)時(shí)，通常希望模擬所有的投資選擇，以驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)。正常市場(chǎng)環(huán)境中的資產(chǎn)配置調(diào)整幅度較小且擇時(shí)勝率不會(huì)特別高，但在一些極端的位置上，比如熊市底部或牛市頂部，資產(chǎn)配置能夠發(fā)揮巨大作用，這些在長(zhǎng)期投資方面效益最為明顯。但是想要調(diào)整投資組合以跟上市場(chǎng)走勢(shì)，在很大程度上受到算力限制和交易成本的限制。此類(lèi)問(wèn)題對(duì)經(jīng)典計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)特別難以解決，需要很長(zhǎng)的時(shí)間，但利用量子計(jì)算的方法有可能取得突破。

量子技術(shù)可能有助于減少當(dāng)今交易環(huán)境的復(fù)雜性，其組合優(yōu)化能力可使投資經(jīng)理提高投資組合的多樣化和重新平衡投資組合，以便更快地對(duì)市場(chǎng)狀況作出反應(yīng)。方法上，可以仔細(xì)選擇其他額外資產(chǎn)進(jìn)行投資來(lái)降低持有資產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)論是具有反相關(guān)回報(bào)（對(duì)沖）或不相關(guān)的回報(bào)（多樣化）。這些概念導(dǎo)致最佳投資組合的定義：對(duì)于給定的風(fēng)險(xiǎn)，有一個(gè)投資組合，最大限度地提高回報(bào)。相反，對(duì)于給定的回報(bào)，有一個(gè)資產(chǎn)組合可以最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算上，投資組合很多時(shí)候是一個(gè)二值優(yōu)化問(wèn)題，依靠傳統(tǒng)經(jīng)典的線性編程等方法來(lái)迭代計(jì)算，以此通過(guò)合理配置資產(chǎn)來(lái)最大限度提高最終利潤(rùn)，而量子計(jì)算便能提供加速運(yùn)算和降低交易成本等實(shí)質(zhì)性幫助。

據(jù)公開(kāi)資料表明，在投資者能夠承受的波動(dòng)幅度內(nèi)，西班牙一家初創(chuàng)公司：Multiverse Computing應(yīng)用量子算法實(shí)現(xiàn)了20%-80%的年回報(bào)率。顯然，在投資組合管理上，量子計(jì)算的商用化落地成效顯著。

量子計(jì)算在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析的應(yīng)用

在資本市場(chǎng)上，金融機(jī)構(gòu)需要準(zhǔn)確地管理和計(jì)算現(xiàn)在或未來(lái)存在的各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，以便避免因不可預(yù)見(jiàn)的事件造成各種損失，這也是銀行和保險(xiǎn)公司每天都在關(guān)注的事情。如何正確應(yīng)對(duì)這類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)并高效解決這些問(wèn)題？

一種思路是盡可能全方位分析資本市場(chǎng)中各個(gè)資產(chǎn)的行為，并與市場(chǎng)信息聯(lián)系起來(lái)，以此達(dá)到降低風(fēng)險(xiǎn)的目的。蒙特卡洛模型（Monte Carlo）是分析該類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)的主要方法，它是一種通過(guò)統(tǒng)計(jì)采樣系統(tǒng)來(lái)對(duì)系統(tǒng)屬性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的技術(shù)。這個(gè)模型在在物理、化學(xué)、工程和金融等領(lǐng)域都有應(yīng)用，它的優(yōu)勢(shì)是可以處理一些大型復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，這些問(wèn)題無(wú)法通過(guò)其他分析方法處理。

但因經(jīng)典計(jì)算機(jī)對(duì)于不同風(fēng)險(xiǎn)搭建的模型在規(guī)模性和復(fù)雜性方面不斷增加，蒙特卡洛模型的普適性就受到阻礙。舉例來(lái)看，雖然金融機(jī)構(gòu)經(jīng)常為經(jīng)濟(jì)危機(jī)等黑天鵝事件建立一般模型，但隨著新冠肺炎大流行事件的爆發(fā)等不可抗因素的影響，很多組織機(jī)構(gòu)不得不徹底重新設(shè)計(jì)影響參數(shù)更多更復(fù)雜的模型。在這種情況下，量子計(jì)算可以在更短的時(shí)間內(nèi)提供更廣泛的選擇，使組織機(jī)構(gòu)能夠更好地了解風(fēng)險(xiǎn)，并為不可預(yù)見(jiàn)的事件做好準(zhǔn)備。

此外，據(jù)公開(kāi)資料表明，由于蒙特卡洛模型本身是隨機(jī)的，會(huì)有誤差，在許多金融場(chǎng)景中，為達(dá)到所需的結(jié)果，需要的模擬次數(shù)非常多。而量子算法可以高效改進(jìn)這些計(jì)算，因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)場(chǎng)景，并且通過(guò)量子干涉減少模擬中的誤差。只需要在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上模擬這些量子效應(yīng)，就可以利用量子計(jì)算方法來(lái)設(shè)計(jì)更快的蒙特卡洛抽樣策略。

這樣來(lái)看，在量子計(jì)算的加速下，蒙特卡洛模型的適用性更強(qiáng)。

2020年7月，西班牙最主要的銀行之一的西班牙對(duì)外銀行（也稱(chēng)西班牙外換銀行，簡(jiǎn)稱(chēng)BBVA），公布了一項(xiàng)研究結(jié)果表明，量子計(jì)算可以提升信用評(píng)分、發(fā)現(xiàn)套利機(jī)會(huì)，以此加速了蒙特卡洛模擬分析方法的通用落地。

另一方面，量子計(jì)算用于資本市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)分析，還能甄別欺詐行為，這也是前述的Multiverse Computing公司的主要業(yè)務(wù)。其CEO利扎索（Enrique Lizaso）表示，量子算法在甄別欺詐行為方面十分有效，甄別速度超出現(xiàn)有算法約100倍。

量子計(jì)算在保險(xiǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)建模的應(yīng)用

精算和風(fēng)險(xiǎn)建模，這兩者都屬于資源密集型計(jì)算。一般情況下，保險(xiǎn)公司會(huì)通過(guò)這些計(jì)算來(lái)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，不僅為了保單定價(jià)，還要確保他們可以保持較高的準(zhǔn)備金率水平。因?yàn)闇?zhǔn)備金率水平對(duì)保險(xiǎn)行業(yè)尤其重要，正是因?yàn)槿蚪鹑谖C(jī)的沖擊，監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)保險(xiǎn)公司準(zhǔn)備金或流動(dòng)性的要求更加嚴(yán)格。一方面，它不僅能確保保險(xiǎn)公司履行其應(yīng)盡的義務(wù)或承擔(dān)的債務(wù)；另一方面，金融服務(wù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)也會(huì)定期設(shè)置和監(jiān)測(cè)保險(xiǎn)公司的準(zhǔn)備金，確保保險(xiǎn)公司在緊急情況下也擁有充足的資金。

隨著《償付能力II》( Solvency II) 和新的國(guó)際財(cái)務(wù)報(bào)告準(zhǔn)則( IFRS) 等舉措的出臺(tái)，保險(xiǎn)公司被要求以更高的頻率運(yùn)行更復(fù)雜、更細(xì)化的模型。當(dāng)下，瞬息萬(wàn)變的地緣政治局勢(shì)、網(wǎng)絡(luò)安全漏洞、全新且更嚴(yán)格的法規(guī)，以及數(shù)據(jù)的增加，這些都增加了建模和計(jì)算的復(fù)雜性，而且這些工作對(duì)實(shí)時(shí)性要求越來(lái)越高。即使建模能力、算法、算力都有了顯著的進(jìn)步，保險(xiǎn)業(yè)還是接近了經(jīng)典計(jì)算的極限。而量子計(jì)算正在破局。量子計(jì)算不僅會(huì)加快計(jì)算速度，還能提供更準(zhǔn)確的結(jié)果。

Willis Towers Watson是一家咨詢(xún)、保險(xiǎn)經(jīng)紀(jì)和解決方案公司，長(zhǎng)期以來(lái)一直使用復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型為客戶(hù)提供解決方案。他們就發(fā)現(xiàn)有些問(wèn)題使用經(jīng)典計(jì)算無(wú)法解決。因此，WTW開(kāi)始與微軟合作，探索量子計(jì)算在保險(xiǎn)、金融服務(wù)和投資領(lǐng)域的應(yīng)用?！澳壳傲炕L(fēng)險(xiǎn)的建模需要大量的算力，即使使用數(shù)千臺(tái)計(jì)算機(jī)也需好幾個(gè)小時(shí),”WTW的 CEO 約翰·哈利（John Haley）說(shuō)道，“量子計(jì)算為我們提供了看待客戶(hù)問(wèn)題的不同角度。我們先考慮如何在大規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)上解決此類(lèi)問(wèn)題，再與微軟Azure合作，用類(lèi)似的思路或算法，使用現(xiàn)有的硬件設(shè)備去加速此類(lèi)問(wèn)題的求解?！被谶@一思路，近期WTW官網(wǎng)披露了結(jié)合量子啟發(fā)式計(jì)算的最新產(chǎn)品Radar 4.11 。

使用這些量子啟發(fā)式技術(shù)方案，微軟已經(jīng)能夠在Azure云中使用現(xiàn)有經(jīng)典設(shè)備獲得數(shù)量級(jí)的性能加速。一旦量子計(jì)算機(jī)大規(guī)模投入使用，還可能實(shí)現(xiàn)更大的加速。隨著量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，像WTW這樣的客戶(hù)將能夠使用Azure Quantum中的各種量子解決方案、軟件和硬件，進(jìn)行最完整的端到端量子編程。

可以預(yù)見(jiàn)，量子計(jì)算解決方案將全新改變金融行業(yè)各細(xì)分領(lǐng)域的管理優(yōu)化方式。由龐大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的金融AI是量子計(jì)算商業(yè)化落地的首選之一，量子計(jì)算也將成為其創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的核心來(lái)源。當(dāng)下，金融AI依托量子計(jì)算技術(shù)在細(xì)分領(lǐng)域落地路徑呈現(xiàn)多樣性的商用特征，值得業(yè)界人士廣泛關(guān)注，全球范圍內(nèi)量子計(jì)算在金融AI領(lǐng)域商業(yè)化仍然是以歐美企業(yè)為主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)量子計(jì)算商用賦能任重道遠(yuǎn)。

文：? 慕一?
編輯：王珩? ?王衍

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