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量子信息启发的投资组合选择:在捕获离子硬件上使用真实市场数据验证的端到端流水线

量子物理 2026-07-01 v1 无序系统与神经网络 最优化与控制

摘要

投资组合多样化——现代投资管理的基石——可以表述为资产相关图上的最大独立集(MIS)问题。大规模解决此问题在计算上具有挑战性,这促使人们探索用于实际金融优化的量子算法。我们提出了一个利用qReduMIS(一种递归混合量子-经典算法)的端到端流水线。qReduMIS并非直接使用量子优化来产生最终解,而是利用量子近似优化算法(QAOA)的独立集测量来识别冻结节点——即可能属于最优解的顶点——从而指导并解锁对剩余图的后续(可证明最优的)经典归约。我们在来自四个主要市场指数、多达225个资产的真实金融数据上对qReduMIS进行了基准测试,在Quantinuum的98量子比特捕获离子Helios系统上执行实验,QAOA电路作用于多达78个量子比特和1016个双量子比特门的核上。虽然独立的QAOA无法为两个最大的指数(S&P 100和Nikkei 225)找到最优解,但qReduMIS分别实现了0.400.400.950.95的成功概率,在所有四个指数上的平均近似比0.96\geq 0.96。我们在Quantinuum H2-1噪声模拟器上对73个不同大小的资产相关图进行了系统基准测试,结果表明,对于p=2p=2层QAOA,qReduMIS的最优时间-到-解缩放指数比独立QAOA小3.23.2倍。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.01037,
  title  = {Quantum-Informed Portfolio Selection: An End-to-End Pipeline Validated on Trapped-Ion Hardware with Real Market Data},
  author = {Romina Yalovetzky and Martin J. A. Schuetz and Zichang He and Jiayu Shen and Yue Sun and Rudy Raymond and Shauna Sahay and Kishore Perla and Ruben S. Andrist and Grant Salton and Helmut G. Katzgraber and Roger Bongiovanni and Niraj Kumar and Rob Otter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.01037},
  year   = {2026}
}