“当我们开始整理后量子密码学的方法以及量子通常能提供什么时，很明显的，有一些潜在的用例可以让你用量子以指数级的更高效的方式来完成某些交易。”富国银行负责数字技术和创新的首席信息官Chintan Mehta表示。该团队还发现了一些计算机科学中传统计算机无法在合理的时间内解决的问题，可以使用量子技术来解决。“我们看到了解决某些数学问题的一线希望，这将极大地提高生产率。”Mehta回忆道。
如今，富国银行正与麻省理工学院及IBM研究小组合作，探索和测试使用量子的数学计算。实验包括向量数学和广义线性代数的新方法。一个用例为：使用量子计算生态系统对并行完成的大量交易以更高效的方式进行快速重新计算定价。金融行业的其他用例还包括了依赖量子数据的建模能力来处理构建欺诈检测系统所依赖的复杂数据结构。陈旧的欺诈检测机制在一定程度上导致了客户需要数周时间的等待。而量子技术则有望大大缩短处理时间。
Mehta强调，富国银行关注的是量子计算的实用方面。“我们正在参与量子研究，以帮助验证金融服务行业将受益于量子计算的用例;但我们不是在做纯粹的基础研究，比如如何建立物理量子基础设施。”他解释道。
量子的承诺
传统的计算是基于二进制算法的，晶体管可以轻松处理。传统计算机通过在更小的集成电路中塞入更多的晶体管而取得了长足的进步。
量子计算则是通过改变量子位(比特的量子等价物)来颠覆游戏规则，它可以采用多种状态，而不仅仅是二进制的0或1。量子系统的能量将呈指数级的增长，这意味着一个理论上的200量子比特系统的能量将是一个100量子比特系统的2200倍。
因此，量子计算机能够解决传统计算机无法解决的问题，比如基于概率和假设场景建模的复杂多元变量问题。这有助于避免一些问题，比如驾驶辅助应用程序所建议的拥堵路线的替代路线，但然后又成为了新的交通堵塞的根源。量子流量优化可通过一次性计算所有的可能性来避免这个问题。
大型神经网络(适用于跨行业的许多高级计算)主要依赖于线性代数的计算来训练数十亿个节点。“量子技术将以指数级的方式加速这一流程，将整个网络的构建时间从几天缩短到几分钟。”Mehta说。
已知的未知
尽管量子技术前景广阔，但使用该技术的挑战之一是还有许多未知因素。“在我们认为量子可以做的事情和量子今天可以做的事情之间仍然存在巨大的差距，尤其是在高阶数学运算方面。”他说，“这些操作的稳定性，以及人类对计算结构的可重复性的期望在今天的量子中根本不存在。你可以运行多次计算，但每次都可能得到不同的答案。”这是一些担忧的来源。“在我们所处的领域，模拟已经比实际的物理量子计算机走得更远了。”Mehta说。
另一个未知因素是这项技术是否会如预测的那样成功。Mehta对比了量子和AI：“对于AI，我们知道技术是可行的;但用户能否确定特定的模式在他们的业务环境中有效，这是未知的。”他说。“而使用量子技术，失败的概率更高，因为你还没有证明任何东西，也没有衡量成功的共同基准。”
富国银行会获得怎样的成功?“这将是一个里程碑式的事件，而不是一个非常具体的结果。”Mehta说。“比如，我可以进行多次模拟吗?傅里叶变换?微积分?当我们从非常基础的离散数学转向更复杂的计算时，里程碑才会被提及。”
富国银行的最终目标是“一个强大的数学能力库，你可以以此为基础构建用例。”Mehta说。
奠定基础
因为量子计算的成功正在系统地解决一个又一个的问题，Mehta建议企业可以参与一个低强度但长期的计划。“你不能把所有可自由支配的钱都花在这上面，但要坚持不懈地去做研究。”他建议。回报是巨大的，但可能需要很长时间。
451 Research的分析师James Sanders也建议大家要有耐心，从长远考虑。Sanders是451的标准普尔全球市场情报机构的一员，他说，公司现在就需要开始开发软件了。
“现在是时候开始调查那些企业由于缺乏计算能力而无法解决的潜在业务问题了。”Sanders说。“是时候把这些问题从架子上拿下来，再问问这些问题是否可以通过量子计算来解决了。”
上述前景评估流程只是技术咨询公司凯捷提出的关于企业如何为量子优势做好准备的五个阶段的建议中的第一步。“评估是其中重要的一部分;你需要与数据科学家和业务专家合作，找出你所在行业和组织中传统计算机无法解决的、但有可能用量子计算解决的问题。”凯捷集团旗下Sogeti公司负责洞察和数据的副总裁Satya Sachdeva说。
该公司的其他建议还包括：组建一个小型专家团队;将最有效的用例转化为小规模的量子实验;与技术供应商建立长期合作关系，克服技术障碍;并制定一个长期的战略来扩大技能基础。
全球科技情报公司ABI Research的首席分析师Lian Jye Su说，希望起步的企业有很多选择。“阿里巴巴、亚马逊、谷歌和IBM等公有云公司为研究人员提供了远程运行量子程序和实验的服务。”Su说。开发人员现在可以使用IBM的Qiskit、谷歌的Cirq、Amazon Braket以及其他软件来构建量子应用程序，这些软件是“为量子经典应用程序或纯量子应用程序而设计的优化了量子电路的开源库，包括机器学习。”Su说。“所有这些服务都可以在网上找到。”
先行者优势
虽然专家们预计量子计算和经典计算在未来很长一段时间内将会共存，某些处理流程可能会被转移到量子计算，然后再循环回到传统处理流程，但现在是企业投入其中的时候了，Sachdeva说。“这将是一种先发优势，而如果你选择拖延，这种优势就会丧失。”他表示。
至于富国银行，它的量子计划一直保持缓慢运行状态。Mehta说，首席信息官们必须让所有先进的研究项目同时进行。“你仍然需要继续提高其他的非量子能力，无论是基于云的专业基础设施还是其他技术。”Mehta说。“在量子实现和计算能力融合的某个时刻，它将以一种积极的方式带来极大的颠覆性。”
现在是时候像富国银行那样为这种颠覆做好准备了。
“我们认为，量子正处于经典计算在30到40年前的阶段。”Mehta说。“也就是说，它将比我们以前看到的任何东西都发展得更快。不参与不是一个选项。这将是一项影响未来的决定性技术。”
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