論文の概要: Derivative Pricing using Quantum Signal Processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.14310v2
• Date: Tue, 16 Apr 2024 17:41:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-18 02:19:33.679731
• Title: Derivative Pricing using Quantum Signal Processing
• Title（参考訳）: 量子信号処理による導出価格設定
• Authors: Nikitas Stamatopoulos, William J. Zeng,
• Abstract要約: 本稿では、金融デリバティブペイオフを量子振幅に直接エンコードする量子信号処理法を提案する。 実用的関心を持つデリバティブコントラクトの場合、QSPの適用は必要なリソースを著しく削減する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Pricing financial derivatives on quantum computers typically includes quantum arithmetic components which contribute heavily to the quantum resources required by the corresponding circuits. In this manuscript, we introduce a method based on Quantum Signal Processing (QSP) to encode financial derivative payoffs directly into quantum amplitudes, alleviating the quantum circuits from the burden of costly quantum arithmetic. Compared to current state-of-the-art approaches in the literature, we find that for derivative contracts of practical interest, the application of QSP significantly reduces the required resources across all metrics considered, most notably the total number of T-gates by $\sim 16$x and the number of logical qubits by $\sim 4$x. Additionally, we estimate that the logical clock rate needed for quantum advantage is also reduced by a factor of $\sim 5$x. Overall, we find that quantum advantage will require $4.7$k logical qubits, and quantum devices that can execute $10^9$ T-gates at a rate of $45$MHz. While in this work we focus specifically on the payoff component of the derivative pricing process where the method we present is most readily applicable, similar techniques can be employed to further reduce the resources in other applications, such as state preparation.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上での金融デリバティブの価格設定は、典型的には、対応する回路が必要とする量子リソースに大きく貢献する量子演算成分を含む。 本稿では,QSP(Quantum Signal Processing)に基づく金融デリバティブペイオフを量子振幅に直接エンコードし,コストのかかる量子演算の負担から量子回路を緩和する手法を提案する。 文献における現在の最先端のアプローチと比較して、実践的関心を持つ微分契約の場合、QSPの適用は、考慮されるすべての指標、特に、Tゲートの総数は$\sim 16$x、論理量子ビットの総数は$\sim 4$xである。 さらに、量子優位性に必要な論理クロックレートも、$\sim 5$x の係数で低減されると推定する。 全体として、量子アドバンテージは4.7$k論理量子ビットを必要とし、量子デバイスは45$MHzのレートで10^9$Tゲートを実行できる。 本研究は,提案手法を最も容易に適用可能なデリバティブ価格プロセスのペイオフコンポーネントを特に重視する一方で,同様の手法を用いて,状態準備などの他のアプリケーションにおけるリソースの削減を図ることができる。

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