98 qubit: AWS và JPMorgan Chase thử nghiệm tối ưu hóa danh mục đầu tư

Nhóm nghiên cứu của Amazon Web Services (AWS) và JPMorgan Chase (JPM) đã dùng máy tính lượng tử 98 qubit để kiểm chứng bài toán lựa chọn danh mục đầu tư với tối đa 225 tài sản. Đây không phải là trường hợp dùng điện toán lượng tử như công cụ sinh lời tài chính, mà là nghiên cứu thử nghiệm hiệu năng của thuật toán lai giữa lượng tử và cổ điển.

AWS cho biết trên blog chính thức ngày 1 tháng 5 năm 2024 rằng Phòng thí nghiệm Giải pháp Lượng tử của Amazon và nhóm Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Toàn cầu của JPMorgan Chase đã cùng nghiên cứu hơn một năm về bài toán tối ưu hóa xuất phát từ các tình huống ứng dụng tài chính thực tế. Hai bên tập trung vào bài toán “tập độc lập cực đại”, tức tìm tổ hợp lớn nhất gồm các lựa chọn không xung đột với nhau.

Tập độc lập cực đại là cách biểu diễn quan hệ xung đột giữa các lựa chọn dưới dạng đồ thị, sau đó tìm ra tổ hợp lớn nhất có thể chọn đồng thời. Phương pháp này được ứng dụng trong thiết kế mạng lưới và định tuyến phương tiện, còn trong tài chính thì liên quan đến bài toán chọn nhóm tài sản có mức tương quan thấp cho danh mục đầu tư.

Bản tóm tắt nghiên cứu công bố ngày 1 tháng 7 cho biết nhóm nghiên cứu của JPMorgan Chase và Amazon (AMZN) đã đề xuất thuật toán lai lượng tử - cổ điển mang tên “qReduMIS” cùng kết quả kiểm chứng. Nhóm nghiên cứu sử dụng dữ liệu thị trường thực tế của 4 chỉ số DAX, FTSE 100, S&P 100 và Nikkei 225, đồng thời thử nghiệm bài toán với tối đa 225 tài sản trên hệ thống ion bẫy 98 qubit “Helios” của Quantinuum.

Khi chạy riêng lẻ, thuật toán tối ưu hóa gần đúng lượng tử (QAOA) không tìm được lời giải tối ưu cho bài toán của S&P 100 và Nikkei 225. Trong khi đó, qReduMIS đạt xác suất thành công lần lượt 0,40 và 0,95 ở hai chỉ số này, và đạt tỷ lệ xấp xỉ trung bình trên 0,96 trên toàn bộ 4 chỉ số.

Tuy nhiên, kết quả này không chứng minh hiệu quả đầu tư thực tế, cũng chưa đủ để khẳng định lợi thế lượng tử thực dụng đã đạt được. Cách vận hành ở đây gần với việc máy tính lượng tử cung cấp giá trị đo lường để thu hẹp phạm vi bài toán mà thuật toán cổ điển cần giải, hơn là máy tính lượng tử trực tiếp tính ra đáp án cuối cùng. Ngoài ra, việc bài nghiên cứu này đã qua bình duyệt hay chưa hiện vẫn chưa được xác nhận.

Điểm giao thoa với thị trường tiền mã hóa không nằm ở hiệu năng tính toán mà ở bảo mật mật mã học. Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) đã chốt 3 tiêu chuẩn “mật mã hậu lượng tử” đầu tiên vào ngày 13 tháng 8 năm 2024, được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử.

Lộ trình chính thức của Ethereum (ETH) giải thích rằng về lâu dài, máy tính lượng tử có thể đe dọa chữ ký ECDSA và BLS, cam kết KZG, cùng một số cơ chế chứng minh không tiết lộ thông tin. Tuy nhiên, lộ trình cũng nêu rõ hiện chưa có máy tính lượng tử nào đủ khả năng phá vỡ hệ mật mã hiện tại của Ethereum, và người dùng cũng chưa cần chuyển tài sản ngay lúc này.

Sự hợp tác giữa AWS và JPMorgan Chase hiện đang ở giai đoạn nghiên cứu, áp dụng phương pháp lai lượng tử - cổ điển vào các bài toán tối ưu hóa tài chính phức tạp để tích lũy dữ liệu kiểm chứng. Tác động thực tế đối với thị trường tài chính hay hệ thống bảo mật blockchain vẫn cần được kiểm chứng qua các nghiên cứu tiếp theo.