量子金融:理論與實戰(zhàn) 郭國平 莊希寧 王超
定 價:79 元
本書從實用的角度出發(fā),首先介紹了量子金融行業(yè)的整體現(xiàn)狀,以及目前量子金融的發(fā)展方向,其次介紹了基礎(chǔ)的量子門和線路,然后介紹了基礎(chǔ)和進階的量子算法,為量子金融實戰(zhàn)進行鋪墊,最后著重介紹了目前量子金融領(lǐng)域的主流量子金融應(yīng)用算法。本書采用了一些經(jīng)典書籍的編寫形式,不設(shè)置閱讀門檻,讀者可以從基礎(chǔ)量子計算的算法開始,層層遞進,完成書中內(nèi)容的學(xué)習(xí)。低起點高坡度的方式,能夠有效培養(yǎng)量子金融復(fù)合型人才。本書適合量子計算技術(shù)相關(guān)研究人員和工程技術(shù)人員,以及金融行業(yè)的從業(yè)者閱讀,無論是否有量子算法基礎(chǔ)都可以直接進行上手應(yīng)用。
全面介紹目前量子金融領(lǐng)域所有的重要量子金融應(yīng)用算法。涵蓋金融衍生品定價、風(fēng)險分析、投資組合優(yōu)化、量化交易、后量子密碼等場景在內(nèi)的十余種具體應(yīng)用。以本源量子自主研發(fā)的QPanda量子編程開發(fā)框架為工具,結(jié)合系列專業(yè)算法庫,降低開發(fā)難度、提高學(xué)習(xí)效率。不為讀者設(shè)置門檻,提供代碼、數(shù)據(jù)圖,低起點高坡度的方式,適合于從頭學(xué)習(xí)基礎(chǔ)量子計算算法的讀者。
量子計算(Quantum Computing)是近年來發(fā)展迅速的前沿科技,其巨大的算力提升潛能,對諸多行業(yè)的生態(tài)產(chǎn)生了深遠的變革式影響。其中,金融因其巨大的社會、經(jīng)濟價值及與國家總體安全的密切關(guān)聯(lián),成為最受學(xué)界和業(yè)界矚目的量子計算實際應(yīng)用領(lǐng)域之一。如何向更多關(guān)心量子計算及其金融應(yīng)用的從業(yè)人員及廣大愛好者介紹這個多學(xué)科交叉、尚在快速發(fā)展中的領(lǐng)域,幫助他們快速建立一個基本全面的整體認知,進而提高量子金融相關(guān)領(lǐng)域的人才儲備,促進行業(yè)整體發(fā)展進步,是一個有難度,更有價值的問題。本書從量化金融(Quantitative Finance)的典型問題及其所面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)出發(fā),與量子計算的基本概念和原理相結(jié)合,闡述了量子金融(Quantum Finance)領(lǐng)域的最 新研究現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化進程;并逐步按照量子線路模型、基礎(chǔ)運算模塊與常用算法的順序由淺及深介紹,以期幫助讀者快速了解領(lǐng)域基礎(chǔ)知識,具備自學(xué)與文獻擴展閱讀的能力。聚焦到具體金融問題,本書按照隨機模擬、組合優(yōu)化、機器學(xué)習(xí)、金融安全四個主題分別展開,較為詳細地論述了與之相關(guān)的主流量子算法原理與具體實現(xiàn)過程,涵蓋了包括金融衍生品定價、風(fēng)險分析、投資組合優(yōu)化、量化交易、后量子密碼等場景在內(nèi)的十余種具體應(yīng)用,以期幫助讀者熟悉金融領(lǐng)域計算問題的特點、難點及其量子解決方案,掌握應(yīng)用算法研發(fā)的流程與方法。在基礎(chǔ)知識方面,本書假定讀者具備線性代數(shù)、概率論等數(shù)學(xué)知識及一定的程序設(shè)計開發(fā)經(jīng)驗,以保證相關(guān)內(nèi)容的正確理解。在應(yīng)用實施方面,本書以本源量子自主研發(fā)的量子編程開發(fā)框架Pyqpanda為工具,并結(jié)合本源量子在量子金融領(lǐng)域積累的一系列專業(yè)算法庫,以降低開發(fā)難度及代碼量,提高學(xué)習(xí)效率。目錄中帶有星號的章節(jié)為選讀內(nèi)容,供感興趣的讀者拓展閱讀。本書由郭國平、莊希寧、王超撰寫。參加本書資料整理、調(diào)試工作的同志還有陳昭昀、竇猛漢、鄭永杰、鄒天銳、崔富鑫、殷博澳、袁野為、王輩等。本書的順利出版,要感謝中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、合肥綜合性國家科學(xué)中心人工智能研究院(安徽省人工智能實驗室)、本源量子計算科技(合肥)股份有限公司的領(lǐng)導(dǎo)和老師給予的大力支持和幫助。由于時間倉促,書中難免存在不妥之處,請讀者原諒,并提出寶貴意見。
郭國平,教授,博士生導(dǎo)師,本源量子創(chuàng)始人,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微電子學(xué)院副院長、中科院量子信息重點實驗室副主任。長期從事半導(dǎo)體量子計算實驗研究,在量子比特編碼、操控、擴展以及量子軟件、量子算法等方面做出系列創(chuàng)新性研究成果。國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目A類、國家重點研發(fā)計劃首席科學(xué)家,作為負責(zé)人承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金委重點項目等多個科研任務(wù)。獲國家杰出青年基金、第十四屆中國青年科技獎、2018年安徽省自然科學(xué)一等獎,入選中組部萬人計劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才,青年長江學(xué)者等。
前言1 緒論/11量化金融的典型問題與挑戰(zhàn)/111量化金融的歷史/112量化金融的典型場景/113非傳統(tǒng)量化金融場景/114量化金融面臨的挑戰(zhàn)/12量子計算的飛速發(fā)展與現(xiàn)狀/121量子物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)/122量子信息科學(xué)的探索/123量子計算的現(xiàn)狀/13量子金融的無限潛力與未來/131量子金融的商業(yè)進程/132量子金融的研究現(xiàn)狀/本章參考文獻/2 量子計算入門和基礎(chǔ)算法/21量子信息與線路模型/211量子比特與量子信息存儲/212量子信息處理與量子并行/213量子邏輯門與線路/22基本量子運算線路/221量子算術(shù)運算/222Swap-Test算法/223Hadamard-Test算法/23量子傅里葉變換與應(yīng)用/231傅里葉變換:從經(jīng)典到量子/232量子傅里葉變換的線路構(gòu)建/233量子相位估計算法與示例線路/234HHL算法與原理/235HHL示例與真實線路/24量子振幅放大與振幅估計及其應(yīng)用/241量子振幅放大/242振幅放大線路實現(xiàn)/243量子計數(shù)算法/25量子變分虛時演化算法/251虛時演化算法/252線路實現(xiàn)與求導(dǎo)/26基于量子振幅編碼的數(shù)據(jù)加載/261一般量子態(tài)精確制備方法/262基于施密特分解的振幅制備方法/263基于Grover-Rudolph算法的振幅制備方法*/264基于QSVT算法的振幅制備方法*/265基于QFT算法的近似振幅制備方法/266基于量子線路玻恩機的概率編碼量子態(tài)近似制備*/267基于量子生成對抗網(wǎng)絡(luò)的量子態(tài)近似制備*/本章參考文獻/3 基于量子隨機模擬的金融應(yīng)用/31量子模擬算法/311蒙特卡洛模擬算法/312量子加速蒙特卡洛算法的整體流程/313經(jīng)典和量子采樣方法/314量子振幅估計算法/32衍生品定價/321金融衍生品/322期權(quán)定價理論/33風(fēng)險分析/331金融風(fēng)險基礎(chǔ)/332風(fēng)險價值計算量子算法/333CVA的量子線路部分/本章參考文獻/4 基于量子組合優(yōu)化的金融應(yīng)用/41二次無約束二值優(yōu)化問題/42量子優(yōu)化算法/421變分量子算法/422量子近似優(yōu)化算法/423Grover適應(yīng)性搜索算法/424量子退火算法*/43金融優(yōu)化模型/431投資組合優(yōu)化/432指數(shù)追蹤/433交易結(jié)算/434金融危機預(yù)測*/435多周期投資組合優(yōu)化*/44量子啟發(fā)式優(yōu)化算法/441量子行為的粒子群算法/442量子進化算法/本章參考文獻/5 基于量子機器學(xué)習(xí)的金融應(yīng)用/51量子機器學(xué)習(xí)算法概覽/511基礎(chǔ)算法與原理/512量子分類與回歸分析/513量子聚類與特征提取/514量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)/52金融實戰(zhàn):量化交易/521量化交易相關(guān)理論與量子計算方案/522量子核方法預(yù)測利率/523多因子選股/53金融實戰(zhàn):風(fēng)險管理/531金融欺詐及其檢測/532金融系統(tǒng)性風(fēng)險分析/本章參考文獻/6 金融安全/61密碼學(xué)及其在金融安全中的應(yīng)用/611金融安全中的密碼學(xué)/612密碼學(xué)在金融安全中的應(yīng)用/62區(qū)塊鏈及其在金融安全中的應(yīng)用/621區(qū)塊鏈/622區(qū)塊鏈在金融安全中的應(yīng)用/63量子計算與金融安全/631量子計算對公鑰密碼算法的威脅/632量子計算對對稱密碼算法的威脅/64后量子密碼算法在金融安全中的應(yīng)用/641后量子密碼算法的發(fā)展/642后量子密碼在金融安全遷移方向的應(yīng)用/本章參考文獻/附錄A量子變分虛時演化算法推導(dǎo)/附錄BBlack-Scholes-Merton定價公式及其推導(dǎo)/附錄C本源量子衍生品定價庫/附錄D主要術(shù)語對照表/