Quantinuum (Cambridge Quantum), Terrington House, 13-15 Hills Rd, Cambridge, CB2 1NL, Inggris
Departemen Ilmu dan Teknologi Komputer, Universitas Cambridge, Inggris
Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.
Abstrak
Makalah ini mengusulkan metode integrasi kuantum Monte Carlo yang mempertahankan keunggulan kuantum kuadratik penuh, tanpa memerlukan estimasi fase aritmatika atau kuantum apa pun untuk dilakukan pada komputer kuantum. Tidak ada proposal sebelumnya untuk integrasi kuantum Monte Carlo yang mencapai semua ini sekaligus. Inti dari metode yang diusulkan adalah dekomposisi deret Fourier dari jumlah yang mendekati harapan dalam integrasi Monte Carlo, dengan masing-masing komponen kemudian diestimasi secara individual menggunakan estimasi amplitudo kuantum. Hasil utama disajikan sebagai pernyataan teoritis keuntungan asimtotik, dan hasil numerik juga disertakan untuk menggambarkan manfaat praktis dari metode yang diusulkan. Metode yang disajikan dalam makalah ini adalah subjek dari aplikasi paten [Quantum Computing System and Method: Patent application GB2102902.0 and SE2130060-3].
► data BibTeX
► Referensi
[1] 4 C. Blank, DK Park, dan F. Petruccione, “Analisis Quantum-enhanced dari proses stokastik diskrit,” NPJ Quantum Information, vol. 7, tidak. 126, 2021. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1038/s41534-021-00459-2 0pt.
https://doi.org/10.1038/s41534-021-00459-2
[2] 4 A. Montanaro, "Quantum speedup metode Monte Carlo," Prosiding Royal Society A: Ilmu Matematika, Fisika dan Teknik, vol. 471, tidak. 2181, hal. 20150301, 2015. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1098/rspa.2015.0301 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2015.0301
[3] 4 G. Brassard, P. Høyer, M. Mosca, dan A. Tapp, “Amplifikasi dan estimasi amplitudo kuantum,” hlm. 53–74, 2002. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1090/conm/305/05215 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1090 / conm / 305/05215
[4] 4 D. An, N. Linden, J.-P. Liu, A. Montanaro, C. Shao, dan J. Wang, "metode monte carlo multilevel dipercepat kuantum untuk persamaan diferensial stokastik dalam keuangan matematika," Quantum, vol. 5, hal. 481, Juni 2021. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.22331/q-2021-06-24-481 0pt.
https://doi.org/10.22331/q-2021-06-24-481
[5] 4 R. Orús, S. Mugel, dan E. Lizaso, "Komputasi kuantum untuk keuangan: Tinjauan dan prospek," Ulasan dalam Fisika, vol. 4, hal. 100028, 2019. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1016/j.revip.2019.100028 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.revip.2019.100028
[6] 4 DJ Egger, R. García Gutiérrez, JC Mestre, dan S. Woerner, “Analisis risiko kredit menggunakan komputer kuantum,” IEEE Transactions on Computers, vol. 70, tidak. 12, hlm. 2136–2145, 2021. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1109/TC.2020.3038063 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TC.2020.3038063
[7] 4 S. Chakrabarti, R. Krishnakumar, G. Mazzola, N. Stamatopoulos, S. Woerner, dan WJ Zeng, "Ambang batas untuk keuntungan kuantum dalam harga derivatif," Quantum, vol. 5, hal. 463, Juni 2021. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.22331/q-2021-06-01-463 0pt.
https://doi.org/10.22331/q-2021-06-01-463
[8] 4 P. Rebentrost dan S. Lloyd, “Pembiayaan komputasi kuantum: algoritma kuantum untuk optimalisasi portofolio,” 2018. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.48550/arxiv.1811.03975 0pt.
https:///doi.org/10.48550/arxiv.1811.03975
[9] 4 K. Kaneko, K. Miyamoto, N. Takeda, dan K. Yoshino, “Penetapan harga kuantum dengan senyuman: Implementasi model volatilitas lokal pada komputer kuantum,” 2022. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1140/epjqt/s40507-022-00125-2 0pt.
https://doi.org/10.1140/epjqt/s40507-022-00125-2
[10] 4 S. Woerner dan DJ Egger, “Analisis risiko kuantum,” npj Informasi Kuantum, vol. 5, tidak. 1 Februari 2019. [Online]. Tersedia: http://doi.org/10.1038/s41534-019-0130-6 0pt.
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0130-6
[11] 4 P. Rebentrost, B. Gupt, dan TR Bromley, "Keuangan komputasi kuantum: penetapan harga derivatif keuangan Monte Carlo," Tinjauan Fisik A, vol. 98, tidak. 2 Agustus 2018. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1103/physreva.98.022321 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.98.022321
[12] 4 DJ Egger, C. Gambella, J. Marecek, S. McFaddin, M. Mevissen, R. Raymond, A. Simonetto, S. Woerner, dan E. Yndurain, “Komputasi kuantum untuk keuangan: State-of-the-art dan prospek masa depan,” IEEE Transactions on Quantum Engineering, vol. 1, hlm. 1–24, 2020. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1109/TQE.2020.3030314 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TQE.2020.3030314
[13] 4 K. Miyamoto dan K. Shiohara, “Pengurangan qubit dalam algoritma kuantum untuk simulasi monte carlo oleh generator nomor acak semu,” Tinjauan Fisik A, vol. 102, tidak. 2 Agustus 2020. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.102.022424 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.022424
[14] 4 K. Kubo, YO Nakagawa, S. Endo, dan S. Nagayama, "Simulasi kuantum variasi persamaan diferensial stokastik," Phys. Pdt. A, vol. 103, hal. 052425, Mei 2021. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.052425 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.052425
[15] 4 L. Grover dan T. Rudolph, “Menciptakan superposisi yang sesuai dengan distribusi probabilitas yang dapat diintegrasikan secara efisien,” 2002. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.48550/arxiv.quant-ph/0208112 0pt.
https:///doi.org/10.48550/arxiv.quant-ph/0208112
arXiv: quant-ph / 0208112
[16] 4 S. Herbert, “Tidak ada percepatan kuantum dengan persiapan status Grover-Rudolph untuk integrasi kuantum Monte Carlo,” Tinjauan Fisik E, vol. 103, tidak. 6, Juni 2021. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1103/physreve.103.063302 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreve.103.063302
[17] 4 Y. Suzuki, S. Uno, R. Raymond, T. Tanaka, T. Onodera, dan N. Yamamoto, “Estimasi Amplitudo tanpa estimasi fase,” Quantum Information Processing, vol. 19, tidak. 2, Jan 2020. [Online]. Tersedia: http://doi.org/10.1007/s11128-019-2565-2 0pt.
https://doi.org/10.1007/s11128-019-2565-2
[18] 4 D. Grinko, J. Gacon, C. Zoufal, dan S. Woerner, "Estimasi amplitudo kuantum berulang," npj Quantum Information, vol. 7, tidak. 1 Maret 2021. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.1038/s41534-021-00379-1 0pt.
https://doi.org/10.1038/s41534-021-00379-1
[19] 4 S. Aaronson dan P. Rall, "Penghitungan perkiraan kuantum, disederhanakan," Simposium Kesederhanaan dalam Algoritma, hal. 24-32 Januari 2020. [Online]. Tersedia: http://doi.org/10.1137/1.9781611976014.5 0pt.
https: / / doi.org/ 10.1137 / 1.9781611976014.5
[20] 4 K. Nakaji, “Estimasi amplitudo lebih cepat,” Informasi dan Komputasi Quantum, vol. 20, tidak. 13&14, hlm. 1109–1123, November 2020. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.26421/qic20.13-14-2 0pt.
https: / / doi.org/ 10.26421 / qic20.13-14-2
[21] I. Kerenidis dan A. Prakash, “Sebuah metode untuk estimasi amplitudo dengan komputer kuantum skala menengah yang berisik. Permohonan Paten AS No. 16/892,229,” 2020.
[22] 4 T. Giurgica-Tiron, I. Kerenidis, F. Labib, A. Prakash, dan W. Zeng, “Algoritma kedalaman rendah untuk estimasi amplitudo kuantum,” Quantum, vol. 6, hal. 745, Juni 2022. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.22331/q-2022-06-27-745 0pt.
https://doi.org/10.22331/q-2022-06-27-745
[23] 4 N. Stamatopoulos, DJ Egger, Y. Sun, C. Zoufal, R. Iten, N. Shen, dan S. Woerner, “Harga opsi menggunakan komputer kuantum,” Quantum, vol. 4, hal. 291, Juli 2020. [Online]. Tersedia: http://doi.org/10.22331/q-2020-07-06-291 0pt.
https://doi.org/10.22331/q-2020-07-06-291
[24] S. Herbert, “Sistem dan Metode Komputasi Kuantum: Permohonan Paten GB2102902.0 dan SE2130060-3,” 2021.
[25] 4 A. Bouland, W. van Dam, H. Jourati, I. Kerenidis, dan A. Prakash, “Prospek dan tantangan keuangan kuantum,” 2020. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.48550/arxiv.2011.06492 0pt.
https:///doi.org/10.48550/arxiv.2011.06492
[26] 4 T. Häner, M. Roetteler, dan KM Svore, “Mengoptimalkan sirkuit kuantum untuk aritmatika,” 2018. [Online]. Tersedia: https:///doi.org/10.48550/arxiv.1805.12445 0pt.
https:///doi.org/10.48550/arxiv.1805.12445
[27] 4 J. Preskill, “Komputasi kuantum di era NISQ dan seterusnya,” Quantum, vol. 2, hal. 79, Agustus 2018. [Online]. Tersedia: http://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79 0pt.
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
[28] 4 “Peta jalan kuantum IBM.” [On line]. Tersedia: https://www.ibm.com/blogs/research/2021/02/quantum-development-roadmap 0pt.
https://www.ibm.com/blogs/research/2021/02/quantum-development-roadmap
[29] 4 N. d. Beaudrap dan S. Herbert, "Pengkodean jaringan linier kuantum untuk distribusi keterjeratan dalam arsitektur terbatas," Quantum, vol. 4, hal. 356, Nov 2020. [Online]. Tersedia: http://doi.org/10.22331/q-2020-11-01-356 0pt.
https://doi.org/10.22331/q-2020-11-01-356
[30] S. Herbert dan N. de Beaudrap, “Metode Pengoperasian Sistem Pemrosesan Informasi Kuantum. Permohonan Paten AS No. 17/064,980”, 2020.
Dikutip oleh
[1] Dylan Herman, Cody Googin, Xiaoyuan Liu, Alexey Galda, Ilya Safro, Yue Sun, Marco Pistoia, dan Yuri Alexeev, “A Survey of Quantum Computing for Finance”, arXiv: 2201.02773.
[2] Kirill Plekhanov, Matthias Rosenkranz, Mattia Fiorentini, dan Michael Lubasch, "Estimasi amplitudo kuantum variasi", arXiv: 2109.03687.
[3] MC Braun, T. Decker, N. Hegemann, dan SF Kerstan, “Error Resilient Quantum Amplitude Estimation from Parallel Quantum Phase Estimation”, arXiv: 2204.01337.
[4] Garrett T. Floyd, David P. Landau, dan Michael R. Geller, “Algoritme kuantum untuk pengambilan sampel Wang-Landau”, arXiv: 2208.09543.
[5] Koichi Miyamoto, “Algoritma kuantum untuk menghitung kontribusi risiko dalam portofolio kredit”, arXiv: 2201.11394.
[6] Koichi Miyamoto, “Harga opsi Bermudan dengan estimasi amplitudo kuantum dan interpolasi Chebyshev”, arXiv: 2108.09014.
[7] Koichi Miyamoto, "Algoritma kuantum untuk diferensiasi numerik dari nilai yang diharapkan sehubungan dengan parameter", Pemrosesan Informasi Quantum 21 3, 109 (2022).
Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2022-09-29 13:41:12). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.
Tidak dapat mengambil Crossref dikutip oleh data selama upaya terakhir 2022-09-29 13:41:10: Tidak dapat mengambil data yang dikutip oleh untuk 10.22331 / q-2022-09-29-823 dari Crossref. Ini normal jika DOI terdaftar baru-baru ini.
Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.
