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用于金融压力状态特定检测的深度高效量子拓扑数据分析

量子物理 2026-07-10 v1 机器学习 统计金融

摘要

我们提出了,据我们所知,首次将泡利关联编码(PCE)应用于量子拓扑数据分析,将贝蒂数估计重构为对压缩量子比特寄存器上的深度高效变分优化。通过Takens嵌入和S&P 500收益的Vietoris–Rips过滤,我们提取组合拉普拉斯算子,并将零空间计数重构为连续PCE瑞利商最小化与变分收缩,将nkn_k个单纯形索引编码到O(nk1/κ)O(n_k^{1/\kappa})个量子比特中,采用浅层、无辅助比特的电路。由于所得损失在关联量上是有理函数而非双线性函数,因此~\cite{Sciorilli25}的贫瘠高原界限不适用;经验上,在n=4n=41212个量子比特上,梯度方差仅以多项式速度衰减,无指数贫瘠高原。经典阶段在所有190个滑动窗口(2007-2009)上与ripser~\cite{bauer2021ripser}匹配。在真实市场拉普拉斯算子(β1=1\beta_1=12222)上,从经典零空间替代进行热启动使PCE-VQE能够在每个尺度上精确恢复β1\beta_1,将障碍置于优化景观而非编码中。按时间顺序划分的分类在状态内给出ROC AUC 0.818,但在2020年COVID冲击和2022年利率周期(AUC 0.009、0.515)上的分布外评估显示,校准无法跨危机状态泛化。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.09906,
  title  = {Depth-Efficient Quantum Topological Data Analysis for Regime-Specific Detection of Financial Stress},
  author = {Arul Rhik Mazumder and Shreyan Ronit Mazumder},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.09906},
  year   = {2026}
}

备注

12 pages, 6 figures, 5 tables, Accepted to IEEE International Conference of Quantum Computing and Engineering - QCE 2026 in the Quantum Applications (QAPP) Technical Papers track