Wie Quantencomputer alle Finanzmodelle der Wall Street gleichzeitig verarbeiten können

Stellen wir zuerst die Prämisse ein. Am Nachmittag eines ahnungslosen 6. Mai 2010 erlebte die New Yorker Börse etwas, das einem übernatürlichen Phänomen entsprach.

Der Marktwert von 1 Billion US-Dollar verschwand innerhalb weniger Sekunden aus den Aktien, als würde er von einem gigantischen Cyber-Schwarzen Loch verschluckt.

Händler standen auf dem Gelände der Wall Street, ihre verschwitzten Hände auf den Köpfen, schnappten nach Luft und starrten auf die großen Monitore, auf denen die fallenden Punkte zu sehen waren, die wir in den Filmen gesehen hatten. Sie erlebten den schnellsten Crash aller Börsen in der Finanzgeschichte und nannten ihn daher „Flash Crash of 2010“.

Die Hauptursache war nichts anderes als eine Folge von Computeralgorithmen, die nicht mehr funktionieren. Die Erklärungen für den Router wurden vielfach von fetten Fingern bis hin zu Cyberangriffen spekuliert.

Die Enthüllungen kamen, unzählige Neuigkeiten blitzten auf und eine Verhaftung später.

Unbekannt für die Händler, die irgendwo in den Lagerbeständen einer Milliarden-Dollar-Transaktionsinfrastruktur versteckt waren, war ein Algorithmus in Aktion getreten, der gebluffte Zukunftsverträge verkaufte, die in der Buchhaltungssprache E-Minis genannt wurden, eine Form von hochwertigen Wetten, die es sein können generisch Parodien genannt. Die Freigabe dieser Bluffs führte zu einem Dominoeffekt, der sich langsam durch das Handelsnetz ausbreitete und bei Käufern und Verkäufern Verwirrung stiftete, die sofort dem inhärenten menschlichen Rückfluss folgten, der normalerweise einer Code-Rot-Situation folgt.

Panik.

Das Ganze verwandelte sich in ein Irrenhaus, in dem beispielloses Kaufen und Verkaufen begann, definiert durch Gesetze der menschlichen Psychologie, die eng mit dem Gefühl der Angst verbunden waren. Im Anschluss daran wurde eine weitere Reihe von Algorithmen in die Tat umgesetzt. Das waren die bekannten Nerdish-Algorithmen, die an Hochfrequenzhändler (HFT) vermietet wurden. Hochfrequenzhandel war die Idee eines klugen Gedankens. Wenn die Aktienkurse aufgrund von Millionen von Transaktionen pro Sekunde jede Minute stiegen und fielen, verlor offensichtlich jemand Geld und jemand verdiente Geld.

Jede Minute in New York verkauften und kauften Millionen von Menschen. Es war eine gierige Kampfzone. Wenn irgendwie ein Algorithmus entwickelt werden könnte, um Wertpapiere und Aktien zu kaufen und zu verkaufen, wenn sich ihre Kurse auch nur um einen winzigen Betrag unterscheiden, würde dies die Art und Weise verändern, wie die Leute Gewinne aus diesen Aktienmärkten herauspressen könnten.

Der Prozess der HFT wurde computerisiert, als es einen plötzlichen Zustrom von Doktoranden der Mathematik und Physik in den Finanzbereich gab. Die Nerds bauten komplizierte Handelsstrategien auf, bauten sie dann zu Algorithmen zusammen und ließen die Software im Herzen der Wall Street los.

Der springende Punkt war Geschwindigkeit. Es muss wirklich sehr schnell gehen und es ist ein harter Wettbewerb, wenn Tausende von anderen an dieselbe Tür klopfen wie Sie. Wenn Ihr Algorithmus auch nur eine Mikrosekunde in Bezug auf die Ausführungsgeschwindigkeit einspart, verdienen Sie mehr Geld. Es ist eigentlich problemlos. Du musst nicht einmal jeden verdammten Tag vor dem Monitor oder dem CNBC sitzen und schreckliche Vermutungen anstellen, die meistens zu einer wütenden Fernbedienungs-Wurf-Episode führen. Die Börse ist ein Durcheinander. So wie Matthew McConaugheys Charakter mit unserem aufstrebenden Leo in der Wolf of Wall Street chattet, "weiß niemand, ob eine Aktie steigen, fallen, seitwärts oder in verdammten Kreisen" wird.

Das Mantra ist, einfach einen HFT-Freiberufler zu vermieten und nach Starbucks zu fahren und von einem Leben wie in den 80ern zu träumen, und Bob ist dein Onkel.

Willkommen in einer völlig neuen Welt, in der Sie bessere Aussichten haben, mehr Geld zu verdienen, wenn Sie über mehr Rechenressourcen verfügen.

Aber der Haken ist, dass jedes Computersystem von einer Obergrenze bestimmt wird, die durch die Gesetze der Physik und der Thermodynamik festgelegt ist. Sie können träumen, was Sie wollen, aber irgendwann wird ein Alarm ausgelöst (im übertragenen Sinne) und die Physik wird Sie aufhalten.

Wir sind entweder in unmittelbarer Nähe oder haben diesen Punkt bereits überschritten. Immer mehr Kerne werden nicht mehr geschnitten.

Zu diesem Zeitpunkt musste jemand darüber nachdenken, mehr Ressourcen zu gewinnen. Etwas, das den Spieß umdrehen und das Spiel auf ein ganz neues Level heben könnte. Immer mehr CPU- und GPU-Kerne zu stapeln und sie alle miteinander zu verketten, würde nicht mehr funktionieren. Die Gier des Traumes war weit darüber hinaus.

Betreten Sie Physik und Quantencomputing.

Alles begann, als ein aufstrebender Physiker namens Richard Feynman begann, von einer Welt jenseits digitaler Computer zu träumen. Er war ein Mann, der von Dingen auf subatomarer Ebene fasziniert war, und er legte den Grundstein, um sich eine Maschine auszudenken, die die Quantengesetze der Natur für die Verarbeitung ausnutzen kann.

Bisher konnten die Daten aus der ganzen Welt zur weiteren Verarbeitung und Speicherung in binäre Darstellungen kodiert werden. Egal, wie viele futuristische technologische Roadmaps wir durchlaufen haben, wir waren immer in diesem binären Gefängnis gefangen. Selbst mit unseren schwachen Fähigkeiten bei Vollgas haben wir so viel erreicht. Wir haben den Menschen auf den Mond gebracht, unsere unbemannte Raumsonde Voyager one, die vor 39 Jahren gestartet wurde, sendet immer noch auf die Erde zurück. Wir haben in den letzten 13 Milliarden Lichtjahren Gravitationswellen beobachtet, die vor Milliarden von Jahren ausgebrochen sind, als zwei Schwarze Löcher kollidierten. So viel zu einem Computer, der nur mit 1 und 0 arbeitet.

Und jetzt sind wir hinter dieser Barriere.

Ein Computer, der die Art und Weise widerspiegelt, wie die Natur mit Daten umgeht, weit über die Geschwindigkeit der binären Logik hinaus. Das ist mit einem Quantum-Computer gemeint. Ich werde näher darauf eingehen, aber ich werde nicht auf die Besonderheiten der Root-Ebene eingehen. Das ist eine Geschichte für einen anderen Blog.

In einer binären Verarbeitungsumgebung hängen die Fähigkeiten von der Anzahl der Transistoren ab. Dank der Integrationstechnologien im ultrahohen Maßstab und der extremen Ultraviolettlithographie kann die Technologie jetzt mehr als 100 Millionen Transistoren pro Quadratmillimeter eines Siliziumwafers einspeisen.

Unsere Frage bleibt. Wie unterscheidet sich eine QC von einem klassischen Binärcomputer?

Das Wesentliche ist einfach.

Quantenmaschinen nutzen die Parallelität. Es ist diese Leistung, die es Quantum-Computern ermöglicht, Milliarden von Möglichkeiten parallel zu nutzen, während herkömmliche Binärcomputer jeweils nur eine verarbeiten können.

Für Dilettanten ist es nicht so einfach. Aber alles, was über diese Erklärung hinausgeht, zerstört den Zweck dieses Blogs, indem es Ebenen von Komplexität hinzufügt. Lassen Sie uns diese unordentlichen Dinge im nächsten Beitrag diskutieren.

Wie sollen Quantum-Computer also alle Finanzmodelle der Wall Street auf einmal verarbeiten?

Finanzdaten und Aktienanlagen arbeiten heutzutage nach den Prinzipien der modernen Portfoliotheorie. Es gibt Einblicke, wie ein Portfolio von Vermögenswerten für Investitionen erstellt werden kann, die so ausgewählt werden, dass die erwartete Rendite (oder der erwartete Gewinn) gegenüber einem Risikofaktor zu verschiedenen Zeitpunkten maximiert wird. Es ist im Grunde genommen ein Optimierungsprozess, und leider sind Quantum-Computer bei solchen Optimierungsproblemen besonders gut.

Der Theorie zufolge ist es möglich, eine effiziente Grenze von Portfolios zu finden, die die mögliche erwartete Rendite bei einem bestimmten Risikoniveau maximiert.

Gewöhnliche Computer können für immer an Portfolio-Problemen arbeiten und Datensätze durchlaufen, die zu unendlichen Ergebnissen führen, und sie wären nicht in der Lage, ein praktikables Modell bereitzustellen. Bisher konnten unsere digitalen Computer nur Abstriche machen und waren auf Annäherungen angewiesen.

Was wäre jedoch, wenn wir von einer approximationsbasierten Lösung zu einer Präzisionslösung wechseln könnten? Derzeit vorhandene adiabatische Quantum-Computer wie Googles D-Wave können das Portfolio-Problem in endlicher Zeit lösen.

Auch wenn Quantum-Computer noch in den Kinderschuhen stecken, arbeiten sie daran. Es ist ein bevorstehender Paradigmenwechsel.

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Ursprünglich auf wehubs.com/blogs veröffentlicht

Diese Geschichte wurde in The Startup veröffentlicht, der größten Veröffentlichung zu Unternehmertum von Medium, gefolgt von über 307.871 Personen.

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