Kuantum bilişim finans sektörünü nasıl etkiler?

Kuantum bilişim finans sektörüne nasıl yardımcı olur?

QC’ler henüz gelişim aşamasındadır; deneyler finans sektöründeki büyük potansiyellerini şimdiden göstermektedir.

Dünya Ekonomik Forumu’nun 2022 yılı tahminlerine göre, ulusal hükümetler kuantum bilişim araştırmalarına 25 milyar dolardan fazla yatırım yaptı ve bir önceki yıl 1 milyar doların üzerinde risk sermayesi anlaşması yapıldı. Kuantum bilgisayarlar (QC’ler) gelişimin ilk aşamalarındadır ve günlük kullanım için pratik araçlar haline gelmeden önce aşılması gereken birçok teknik zorluk vardır.

Bununla birlikte, çok çeşitli alanlardaki uygulamalar için büyük bir potansiyele sahip olduklarını göstermişlerdir. QC’ler karmaşık matematiksel problemleri klasik bilgisayarlardan katlanarak daha hızlı çözme yeteneğine sahiptir ve bu da onları birçok karmaşık görev için ideal hale getirmektedir. Finans sektörü bu teknolojiyi ilk test edenlerden biri. Bununla birlikte, ordudan ilaç, lojistik ve imalat şirketlerine kadar birçok sektör QC ile deneyler yapmaktadır.

QC’lerin bahsedilen özellikleri finansal hizmetlerin geleceği üzerinde muazzam bir etkiye sahip olabilir. Finansal tahmin ve finansal modellemenin daha hızlı ve daha doğru süreçler için QC’ler tarafından desteklenebileceği çeşitli görevler vardır. Özellikle portföy optimizasyonu, risk yönetimi ve varlık fiyatlandırması en çok bahsedilen örneklerden bazılarıdır. Bununla birlikte, kriptografinin potansiyel avantajları ve tehditleri, finansal hizmet sağlayıcılarının teknolojiyi izlemesini önemli hale getirmektedir.

Teknoloji ve yazılım geliştirme devrimi mümkün kıldığı için kalite kontrol alanında işbirliği çok önemlidir. Hızlandırıcı programlar, IBM, Microsoft, Google veya Amazon gibi en büyük teknoloji şirketleri tarafından donanım, yazılım veya bulut çözümlerinin denenmesi için başlatılmaktadır. 

Goldman Sachs, fiyatlandırma için QC’lerin kullanımını araştırmak üzere Microsoft Azure Quantum ile ortaklık kurdu. JPMorgan optimizasyon ve risk yönetimi için kuantum çözümlerini deniyor. HSBC, fiyatlandırma, portföy optimizasyonu ve risk azaltma için QC’lerin kullanımını araştırmak üzere 2022’de IBM ile işbirliği yaptığını duyurdu.

Kuantum bilgisayarlar nedir?

QC’ler, kuantum mekaniği ilkelerine dayalı olarak klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı hesaplama yapabilen yeni makinelerdir.

QC’ler ifadesi, kuantum mekaniği ilkelerine dayanan yeni bir makine türünü ifade eder. Kuantum mekaniği, maddenin ve ışığın atomik ve atom altı ölçeklerdeki davranışlarıyla ilgilenen bir fizik bölümüdür. QC’lerin en değerli özelliği, belirli hesaplama türlerini klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı gerçekleştirmeleridir.

Klasik bilgisayarlar bilgiyi bit biriminde depolar ve işlerken, QC’ler kuantum bitlerini (veya kübitlerini) kullanır. Bitler bilgiyi ikili bir formatta temsil eder ve yalnızca iki olası değere sahip olabilir: sıfır veya bir. Klasik bir bilgisayardan geçen her bilgi parçası aslında uzun bir sıfırlar ve birler dizisidir. 

Qubitler, süperpozisyon olarak bilinen bir özellik olarak aynı anda birden fazla durumda bulunabilirler. Bu, tek bir kübitin çok sayıda olası sıfır ve bir kombinasyonunu temsil edebileceği anlamına gelir; bu nedenle, klasik bir bitten çok daha fazla miktarda bilgi işleyebilir.

Kübitlerin bir başka heyecan verici özelliği de kübit çiftlerinin oluşturulduğu “dolanıklık” potansiyelidir. Çiftlerden birinin durumunun değiştirilmesi, diğer kübitin durumunu öngörülebilir bir şekilde değiştirecektir. Bu özellik QC’lere ekstra güç verir. Klasik bir bilgisayardaki bit sayısını artırmak işlem gücü üzerinde doğrusal bir etkiye sahipken, bir kuantum makinesine fazladan bir kübit eklemek işlem gücünde üstel bir artışa neden olur.

Kuantum bilgisayarları mevcut teknolojilere dahil etmek neden bu kadar zor?

QC’nin büyük potansiyeline rağmen, teknolojinin ve uygulamalarının bazı zorlu engelleri aşması gerekmektedir.

Kübitlerle çalışmak son derece zorlu bir bilimsel görevdir çünkü son derece kırılgan olan kontrollü bir kuantum durumunda izole edilmeleri gerekir. Fiziksel ortamdaki en küçük değişiklik (titreşim veya sıcaklık) süperpozisyonun çökmesi anlamına gelen bir dengesizliğe neden olabilir. Sistemi dengesini kaybetmekten korumak için aşırı soğutulmuş buzdolapları, yalıtım veya vakum odaları gibi karmaşık önleyici eylemler gereklidir.

Zorluğun bir başka yönü de, farklı bir paradigma olarak QC’lerin sadece tamamen yeni donanım ve yazılım değil, aynı zamanda algoritmik çözümler de gerektirmesidir. Çok sayıda makale QC’lerin makine öğrenimi, yapay zeka veya kriptografi alanlarındaki potansiyelini tartışmaktadır. Bunun sadece klasik bilgisayarlar için tasarlanmış (kuantumla geliştirilmiş) algoritmaları çalıştırmak için QC’leri kullanmak anlamına gelmediği, aynı zamanda QC’lerin özelliklerinden yararlanan tamamen yeni algoritmalar oluşturmak anlamına geldiği daha az vurgulanmaktadır.

Bankacılıkta QC’ler, hesaplamaların ve işlemlerin hızını ve hacmini katlama potansiyeli nedeniyle oyunun kurallarını değiştirebilir. Ancak, farklı finans kurumları kendi kuantum algoritmalarını denemeye yeni başlamıştır ve bu potansiyellerin sınırları henüz net değildir. Kuantum algoritmaları, kuantum sistemlerinin süperpozisyon ve dolanıklık gibi benzersiz özelliklerinden yararlanan algoritmalardır.

Kuantum algoritmalarına bir örnek, büyük, yapılandırılmamış finansal veri tabanlarını klasik algoritmalardan daha hızlı aramak için kullanılabilen Grover’ın algoritmasıdır. Örneğin, belirli finansal işlemleri aramak veya finansal verilerdeki kalıpları belirlemek için kullanılabilir. Bir başka örnek de büyük sayıları klasik algoritmalardan daha hızlı bir şekilde çarpanlarına ayırmayı sağlayan Shor algoritmasıdır. 

Kuantum bilişimin finans sektörü için faydaları nelerdir?

Finans sektörü kuantum bilişim konusunda iyimser. Portföy optimizasyonu, risk yönetimi ve varlık fiyatlandırması gibi görevler büyük bir şansa sahip.

Grover ve Shor’un algoritmaları portföy optimizasyonuna uygulanabilir. Portföy optimizasyonu, riski en aza indirirken getiriyi en üst düzeye çıkarmak için en uygun yatırım kombinasyonunu bulmayı içerir. Teknoloji, daha hızlı ve daha doğru hesaplamalar sağlamanın yanı sıra çevresel, sosyal ve yönetişim faktörleri gibi daha geniş bir faktör yelpazesini dikkate alan daha esnek optimizasyon stratejileri sağlayabilir.

Bir başka örnek de varlık fiyatlandırması olabilir. Varlık fiyatlandırma, hisse senetleri, tahviller ve türevler gibi finansal varlıkların değerini tahmin etme sürecidir. Finansal varlıkların fiyatlandırılmasına yönelik geleneksel yöntemler, belirli bir finansal varlık için çok sayıda olası sonucun simüle edilmesini ve ardından değerini tahmin etmek için bu simülasyonların kullanılmasını içeren Monte Carlo simülasyonları gibi karmaşık matematiksel modellere dayanır. Kuantum Monte Carlo (QMC), örneğin, doğrusal olmayan getirileri olan opsiyonlar gibi karmaşık finansal araçlarla başa çıkabilir.

İşte milyar dolarlık soru: Kuantum bilgisayarlar borsayı tahmin edebilir mi? Kuantum bilgisayarlar belirli finansal modelleme görevlerinde klasik bilgisayarlara göre bazı avantajlara sahip olsa da, borsayı tam bir doğrulukla tahmin edebilmeleri pek olası değildir. Ayrıca, her yeni teknolojide olduğu gibi, kuantum bilişim de finansal uygulamalardaki tam potansiyelinin gerçekleştirilebilmesi için ele alınması gereken kendine özgü zorluklar ve sınırlamalar ortaya koymaktadır.

Birçok finansal hizmet şirketi, kalite kontrolün risk yönetimi üzerindeki etkisine dair yüksek beklentilere sahiptir. Risklerin tanımlanması, değerlendirilmesi, önceliklendirilmesi ve bu risklerin azaltılması veya yönetilmesi için önlemler alınmasını içerir. Her adım, risk sonuçlarını tahmin etmek için matematiksel modelleme ve simülasyonları içerir ve bu süreçte zaman ve doğruluk çok önemli bir rol oynar. Siber güvenlik, risk yönetiminin önemli bir parçasıdır ve daha gelişmiş şifreleme yöntemlerinin etkinleştirilmesiyle geliştirilebilir.

Şifreleme, bankacılık sektöründe hassas bilgileri yetkisiz erişime karşı koruyan çok önemli bir önlem haline geldi. Bankacılık sistemleri, web siteleri ve mobil uygulamalar arasındaki iletişim kanallarını güvence altına almak ve sunucular, veritabanları ve yedeklemelerdeki verileri korumak için kullanılır. Ayrıca şifreleme, belgelerin gerçekliğini sağlamaya yardımcı olan ve hassas belgelerin yetkisiz olarak değiştirilmesini veya kurcalanmasını önleyen dijital imzalar oluşturmak için kullanılır.

Kuantum hesaplama kriptografide neden iki ucu keskin bir kılıçtır?

Kriptografi ve blok zinciri teknolojisi kuantum hesaplama tarafından kesinlikle dokunulmadan kalmayacaktır; ancak, yönü bir soru olmaya devam etmektedir.

Kuantum bilişim kriptografi için hem bir tehdit hem de bir fırsat sunmaktadır. Mevcut şifreleme yöntemlerinin birçoğunu kırma potansiyeline sahip olmakla birlikte, klasik bilgisayarların saldırılarına karşı bağışıklığı olan yeni ve daha güvenli yöntemler yaratma potansiyeline de sahiptir.

QC’ler klasik bilgisayarlardan katlanarak daha hızlıdır, bu da klasik bilgisayarların çözmesi yıllar, on yıllar ve hatta yüzyıllar sürecek matematiksel problemleri hızlı bir şekilde çözebilecekleri anlamına gelir. Bu, dijital iletişim ve işlemleri güvence altına almak için kullanılan şifreleme şemalarının çoğunun altında yatan matematiksel problemleri içerir. 

Örneğin, Shor’un algoritması büyük sayıları verimli bir şekilde çarpanlarına ayırmak için kullanılabilir, bu da RSA gibi birçok açık anahtarlı şifreleme algoritmasının temelini oluşturur (kısaltma, yaratıcıların adını ifade eder, Rivest-Shamir-Adleman).

Bununla birlikte, kuantum kriptografi klasik yöntemlerden daha güvenli yeni kriptografik yöntemler yaratmak için de kullanılabilir. Örneğin, kuantum anahtar dağıtımı, iki taraf arasında gizli bir anahtar üretmek ve dağıtmak için kullanılan bir yöntemdir, kötü niyetli bir varlık iletişimi engellese bile değiş tokuş edilen bilginin gizliliği ve bütünlüğü sağlanabilir.

Bahsedilen özellikler, blokzincir teknolojilerinde QC’lerin geleceğinde bazı belirsizlikler yaratmaktadır. Blokzincirde kullanılan mevcut şifreleme yöntemlerini kırma potansiyeline sahiptir ve bu da dijital varlıkların ve işlemlerin güvenliğini tehlikeye atabilir. Aynı zamanda araştırmacılar, IBM’in CRYSTALS-Kyber açık anahtar şifrelemesi gibi bu tehdide karşı koymak için blokzincir için kuantuma dirençli şifreleme yöntemleri geliştirmek için çalışmaktadır. Ek olarak, QC’ler işlem hızlarını ve ölçeklenebilirliklerini artırarak blokzincirler geliştirebilir, bu da daha verimli ve güvenli işlemlere yol açabilir.