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

量子纠缠可实现指数级计算状态,而量子叠加态则提供内在并行性。因此量子电路理论上可支持大规模并行计算,但将其应用于金融分析领域——尤其是随机数生成与收益计算环节——仍存在重大挑战。学界普遍认为量子计算依赖矩阵运算,其本质是确定性而非随机性的,这种内在确定性使得需要注入随机数的量子电路设计尤为困难。摩根大通[1]曾提出分段线性(PWL)方法建模收益计算,但未公开能识别超出执行价格数值的量子电路,暗示可能依赖经典预处理进行区间分类。本论文提出了一种集成量子电路,包含两大核心组件:适用于风险评估的随机数注入模块,以及与金融定价相关的直接收益计算模块。这些组件可融入可扩展框架,利用大规模并行性和量子振幅估计(QAE)实现二次加速。该电路在IBM Qiskit平台实现,采用8个并行线程和1600次测量进行验证,结果证实了随机性的存在与收益计算的正确性。当前实现虽仅用8线程,但设计可扩展至2的n次方线程(n任意大),为展示量子优越性提供了可行路径。

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