用于金融风险评估的随机注入与收益计算的新型量子电路设计
量子物理
2025-08-01 v1
摘要
量子纠缠提供了指数级的计算态，而叠加态提供了固有的并行性。因此，量子电路在理论上能够支持大规模并行计算。然而，将其应用于金融分析，特别是在随机数生成和收益计算领域，仍然是一个重大挑战。专家普遍认为量子计算依赖于矩阵运算，其本质上是确定性的，不包含随机性。这种固有的确定性使得设计需要随机数注入的量子电路尤为困难。JP Morgan[1] 引入了分段线性 (PWL) 方法来对收益计算进行建模，但未公开能够识别超过行权价格数值的量子电路，这表明其可能依赖于经典预处理进行区间分类。本文提出了一种集成量子电路，包含两个关键组件：一个用于随机数注入，适用于风险评估；另一个用于直接收益计算，与金融定价相关。这些组件兼容一个可扩展框架，该框架利用大规模并行性和量子振幅估计 (QAE) 来实现二次加速。该电路在 IBM Qiskit 上实现，并使用 8 个并行线程和 1600 次测量进行了评估。结果证实了随机性的存在以及收益计算的正确性。虽然当前实现使用了 8 个线程，但该设计可扩展至 2 的 n 次方个线程，其中 n 可以任意大，为展示量子霸权提供了一条潜在路径。
引用
@article{arxiv.2507.23310,
title = {Novel Quantum Circuit Designs of Random Injection and Payoff Computation for Financial Risk Assessment},
author = {Yu-Ting Kao and Yeong-Jar Chang and Ying-Wei Tseng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.23310},
year = {2025}
}