الحوسبة الكمية تحقق تقدما يجعلها اسرع فائدة واسهل تطبيقا من المتوقع

توصل باحثون من شركتي ” كيو سي وير” للحوسبة الكمية وجولدمان ساكس الامريكية المصرفية العملاقة إلي خوارزميات جديدة تعزز كفاءة الحوسبة الكمية في تنفيذ العديد من المهام والعمليات المصرفية المعقدة، وتفتح المجال نحو نشر هذه المزيد من تطبيقات الحوسبة الكمية على نطاق واسع خلال ما يتراوح بين خمس وعشر سنوات، بدلا مما يتراوح بين 10 و20 سنة، كما تفترض التوقعات السابقة والحالية.
خوارزميات جديدة تعزز كفاءة الحوسبة الكمية ببعض العمليات المالية
وتأتي جهود كيو سي وجولدمان ساكس ضمن جهود أخرى تركز بشكل متزايد على تحقيق فوائد الحوسبة الكمية على المدى القريب، وتتضمن هذه الجهود التي تقوم بها فرق في كل من جوجل واي بي إم ومايكروسوفت وغيرهم، على تعديل الخوارزميات ، والجمع بين التقنيات الكمية والتقنيات الكلاسيكية ، واختبار ومقارنة الأساليب المختلفة للحوسبة الكمية ، وفي جميع الأحوال يتسابق الباحثون والشركات لكسر الطرق التي ستجعل الحاسبات الكمية مفيدة في أقل وقت ممكن.
محاكاة مونت كارلو
وقالت كيو سي وير في بيان نشر بقسم الاخبار على موقعها ، أن الخوارزمية التي تم بناؤها بالاشتراك مع باحثي جولدمان ساكس تتعلق بعملية مالية تسمي ” محاكاة مونت كارلو” وهو نوع من المحاكاة يستخدم بكثافة في المجتمع المالي، وتتكون من تسعير الأصول المالية، بناءً على كيفية تغير سعر الأصول الأخرى ذات الصلة بمرور الوقت ، وبالتالي حساب المخاطر التي هي شيء متأصل في الخيارات والأسهم والعملات والسلع المختلفة، ونظرًا لاتساع نطاق الاحتمالات ، فهي تحتاج لتطوير نموذج يوفر نظرة ثاقبة للمخاطر وتسعير مجموعة من الأصول التي لها عدد كبير من الخصائص والمترابطة بطريقة معقدة للغاية، وبالتالي فهي تعد واحدة من أكثر المهام التي تتطلب حسابًا كثيفًا في مجال التمويل ، كما تتطلب إجراء أعداد كبيرة من التنبؤات حول تحركات السوق المختلفة، وهو أم يصعب أو على الأقل يطول تنفيذه بالحوسبة التقليدية العادية، ويفضل تنفيذه بالحوسبة الكمية الأسعر مئات وربما آلاف المرات من الحوسبة التقليدية الحالية.
تخفض زمن الوصول لتطبيقاتها العملية الواسعة من 10 الى 5 سنوات
وكانت التوقعات السابقة تشير إلي أن الوصول إلى خوارزميات كمية قادرة على تنفيذ محاكاة مونت كارلو، سوف يستغرق ما بين 10 الي 20 عاما، للوصول الي حاسبات كمية بإمكانها أن توفر أداء يصل من الناحية النظرية إلي معدل تحسين في الأداء مقداره “إكس 1000″، وما فعلته الشركة هي تطوير خوارزمية مونت كارلو الكمية الجديدة، التي تحمل اسم “شالو مونت كارلو”، توفر زيادة في الأداء بمقدار يتراوح بين 10 إلي 100 مرة، ويمكن تشغيلها على الحاسبات الكمية التي يتوقع توفرها في السنوات الخمس إلي العشر المقبلة، كما أكد الفريق المشترك من الشركتين إلي أن الوصول إلى خوارزمية كمية عملية يمكنها أداء محاكاة مونت كارلو، يعد أمرا ذا قيمة كبيرة، لأنها يمكن أن توفر الإجابة في فترة زمنية أقصر بكثير أو تحقيق دقة أعلى أو إنشاء الكثير النماذج الكبيرة التي تحتوي على المزيد من الأصول.
لا داع للانتظار
وقال باحثو الشركتين أنه بدلاً من انتظار جهاز حاسب كمي كامل المواصفات ، يمكن للمصرفيين البدء في تشغيل الخوارزميات الجديدة على الأجهزة الكمية على المدى القريب وجني فوائد التكنولوجيا حتى مع بقاء الأجهزة الكمومية غير ناضجة.
وتوجد بالفعل العديد من الخوارزميات الكمية ، والتي ثبت أنها تزيد من سرعة حسابات مونت كارلو بما يصل إلى 1000 مرة ويمكن أن تغير الطريقة التي تعمل بها الأسواق المالية، بمجرد نشر هذه الخوارزميات على جهاز كمي قادر على تشغيل البرنامج وتحقيق نتائج دقيقة.
تحسين تسعير الأصول المالية استنادا لكيفية تغير سعر الأصول ذات الصلة
وأوضح الباحثون أن الامر لا يتعلق فقط بحساب الكيوبتات، فلكي تتمكن الحاسبات الكمية من حل العمليات الحسابية بشكل موثوق ، يجب أيضًا تحسين الأجهزة لتجنب الأخطاء، وحتي الآن لا يزال معدل الخطأ في المعالجات الكمية عاليا جدا، ويتطلب الأمر ما يصل الي 10 الي 20 عاما، لكي تصبح الحاسبات الكمية المصححة للأخطاء جاهزة لتشغيل محاكاة مونت كارلو بكفاءة
 للتغلب على هذه التحديات، تم ـ كما أشار الباحثون في ورقتهم البحثية بمدونة الشركة ـ تبديل بعض سرعة الحساب مقابل بعض مكاسب الأجهزة، حيث صمم العلماء خوارزميتين كميتين جديدتين تعملان على خفض السرعة من 1000 مرة إلى 100 مرة – لكنهما تتطلبان أيضًا حجم دائرة أقل عمقًا ، والذي من المتوقع أن يكون متاحًا في السنوات الخمس إلى العشر القادمة.
وقال الدكتور ايوردانيس كيرينيدس رئيس الخوارزميات في شركة كيو سي وير، أن فرق البحث اتبعت نهجا جديدا لتصميم خوارزميات مونت كارلو الكمية، من خلال مقايضة تسريع الأداء بمعدلات خطأ منخفضة، ومن خلال التحليل الدقيق والمحاكاة التجريبية ، أثبتنا أن خوارزميات مونت كارلو الضحلة يمكن أن تؤدي إلى القدرة على أداء عمليات محاكاة مونت كارلو على الأجهزة الكمية التي قد تكون متاحة في غضون 5 إلى 10 سنوات، وعلى الرغم من أن التسريع أكثر اعتدالًا من الخوارزميات الكمية الأخرى، إلا أنه لا يزال مهمًا ، فالطريقة الجديدة ستخفض بشكل فعال الجدول الزمني لقابلية الاستخدام إلى النصف.
وكان جولدمان ساكس قد سبق له المشاركة مع أي بي إم في بحوث تمضي في المسار نفسه، وانتهي إلي أن تحقيق ميزة كمية في محاكاة مونت كارلو يتطلب جهازا بقدرة 7500 كيو بت، في حين أن أي بي إم تعم حاليا على إصدار معالج يعمل بـ 127 كيوبيت بنهاية العام الحالي.