Wells Fargo maakte in 2019 kennis met het potentieel van kwantumcomputing. Destijds was het financiële dienstverlener bezig met het verkennen van post-kwantumcryptografie en had het al onderzoeksrelaties met academische instellingen die aan AI-onderzoek werkten. Toen IBM begon te werken aan zijn onderzoeksnetwerk voor kwantumcomputers, besloot Wells Fargo de mogelijkheden te verkennen.
“Toen we begonnen met het uitpakken van benaderingen van post-kwantumcryptografie en wat quantum in het algemeen te bieden heeft, werd het duidelijk dat er potentiële use-cases zijn waarbij je quantum kunt toepassen om bepaalde transacties op een exponentieel efficiëntere manier uit te voeren”, zegt Chintan Mehta, CIO voor digitale technologie en innovatie bij Wells Fargo. Het team vond ook problemen in de informatica die klassieke computers niet binnen een redelijke tijd kunnen oplossen en die mogelijk kunnen worden opgelost met behulp van kwantumtechnieken. “We zagen een zichtlijn voor het oplossen van wiskundige problemen, wat een grote verhoging van de productiviteit zou zijn”, herinnert Mehta zich.
Tegenwoordig werkt Wells Fargo samen met de MIT-IBM-onderzoeksgroep om wiskundige berekeningen met behulp van kwantum te onderzoeken en te testen. Onder de experimenten zijn nieuwe benaderingen van vectorwiskunde en gegeneraliseerde lineaire algebra. Een voorbeeld van een use-case: snelle herberekening van prijzen voor een groot handelsboek dat parallel en efficiënter wordt uitgevoerd met behulp van het kwantumcomputing-ecosysteem. Andere use-cases in de financiële sector zijn onder meer leunen op de datamodelleringscapaciteiten van quantum om de complexe datastructuren waarop fraudedetectiesystemen zijn gebouwd, aan te kunnen. Krakende fraudedetectiemechanismen dragen deels bij aan wekenlange wachttijden voor klanten om aan boord te komen. Verwacht wordt dat Quantum de verwerkingstijden drastisch zal verkorten.
Mehta benadrukt dat Wells Fargo zich richt op de utilitaire aspecten van quantum computing. “We nemen deel aan kwantumonderzoek om use-cases in de financiële dienstverlening te helpen valideren die zullen profiteren van kwantumcomputing; we doen geen puur fundamenteel onderzoek, zoals hoe je bijvoorbeeld een fysieke kwantuminfrastructuur bouwt”, legt hij uit.
Quantum’s belofte
Traditioneel computergebruik is gebaseerd op binaire rekenkunde, die transistors gemakkelijk aankunnen. Conventionele computers hebben vooruitgang geboekt door meer transistors in steeds kleinere geïntegreerde schakelingen te proppen.
Quantum computing heft de spelregels op door iets te buigen dat een qubit wordt genoemd (het kwantumequivalent van een bit) dat meerdere toestanden kan aannemen, niet alleen de binaire 0 of 1. De kracht van kwantumsystemen groeit exponentieel, wat betekent dat een theoretische 200- qubit-systeem zou 2 . zijn200 keer zo krachtig als een met 100 qubits.
Kwantumcomputers zijn dus in staat om problemen aan te pakken die traditionele computers eenvoudigweg niet kunnen oplossen, zoals die met complexe multivariaten op basis van waarschijnlijkheid en het modelleren van wat-als-scenario’s. Dit kan problemen helpen voorkomen die ontstaan wanneer apps voor bestuurdersassistentie alternatieven voorstellen voor overbelaste routes die vervolgens de bron van nieuwe files worden. Quantum-enabled verkeersoptimalisatie vermijdt dat probleem door alle mogelijkheden in één keer te berekenen.
Een groot neuraal netwerk, dat onder de motorkap ligt voor veel geavanceerde berekeningen in verschillende sectoren, is afhankelijk van lineaire algebraberekeningen voor het trainen van miljarden knooppunten. “Quantum versnelt dat exponentieel”, zegt Mehta, “de totale bouwtijd van het netwerk gaat van dagen naar minuten.”
bekende onbekenden
Ondanks de belofte van kwantumtechnologie, is een van de uitdagingen van het werken met de technologie de vele onbekenden, zegt Mehta. “Er is nog steeds een enorme kloof tussen wat we denken dat kwantum kan doen en wat kwantum tegenwoordig kan doen, vooral als het gaat om wiskundige bewerkingen van hogere orde”, zegt hij, “de stabiliteit van die bewerkingen, de verwachting die de mensheid heeft rond de herhaalbaarheid van een computationeel construct ontbreekt vandaag de dag fundamenteel in het kwantum. Je kunt een berekening meerdere keren uitvoeren en mogelijk elke keer andere antwoorden krijgen.” Dat is een bron van zorg. “We bevinden ons in die ruimte waar de simulatie veel verder is gevorderd dan de daadwerkelijke fysieke kwantumcomputer”, zegt Mehta.
Het andere onbekende is of de technologie zal uitpakken zoals voorspeld. Mehta zet kwantum- en kunstmatige intelligentie tegenover elkaar: “Met AI wisten we dat de technologie werkt; het onbekende was of een gebruiker er zeker van kon zijn dat een specifiek model in hun ondernemingslandschap werkt”, zegt hij. “Met kwantum is de kans op falen groter omdat je niets hebt bewezen en er geen gemeenschappelijke basis is om succes te meten.”
Hoe zou succes eruitzien voor Wells Fargo? “Het zal een kwestie zijn van het behalen van mijlpalen in plaats van zeer specifieke resultaten”, zegt Mehta. “Kan ik meerdere simulaties doen? Fourier-transformaties? Differentiaalrekening? Mijlpalen zullen meten wanneer we van zeer eenvoudige discrete wiskunde naar meer geavanceerde gaan [computations].”
Het uiteindelijke doel van Wells Fargo is “een sterke bibliotheek met wiskundige mogelijkheden waar je een use case van kunt bouwen”, zegt Mehta.
De basis te leggen
Omdat succes in kwantumcomputing systematisch een lijst afvinkt, raadt Mehta bedrijven aan om deel te nemen aan een programma met een lage intensiteit maar voor de lange termijn. “Je kunt hier niet al je vrije tijd aan besteden, maar consequent onderzoek doen”, adviseert hij. De uitbetaling is enorm, maar het kan nog lang duren.
451 Onderzoeksanalist James Sanders adviseert ook geduld en het lange spel spelen. Sanders, die deel uitmaakt van 451’s S&P Global Market Intelligence-praktijk, zegt dat bedrijven nu moeten beginnen met het bouwen van software.
“Dit is het moment om te onderzoeken welke potentiële zakelijke problemen uw onderneming vandaag niet kan oplossen vanwege een gebrek aan rekenkracht”, zegt Sanders. “Het is tijd om die van de plank af te stoffen en te vragen of deze problemen kunnen worden opgelost door middel van kwantumcomputers.”
Dat landschapsbeoordelingsproces is de eerste in een reeks aanbevelingen van vijf fasen van technologieadviesbureau Capgemini over hoe organisaties zich kunnen voorbereiden op het kwantumvoordeel. “Beoordeling is daar een cruciaal onderdeel van; je moet datawetenschappers en bedrijfsexperts inschakelen om de problemen in je branche en in je organisatie te identificeren die niet kunnen worden opgelost met traditionele computers en die het potentieel hebben om opgelost te worden met kwantumcomputing”, zegt Satya Sachdeva, vice-president inzichten en data bij Capgemini.
Een van de andere aanbevelingen van het bedrijf: bouw een klein team van experts; de meest krachtige use-cases vertalen naar kleinschalige kwantumexperimenten; langdurige partnerschappen aangaan met technologieleveranciers om technische obstakels te overwinnen; en een langetermijnstrategie ontwikkelen om de vaardighedenbasis op te schalen.
Ondernemingen die aan de slag willen, hebben veel opties, zegt Lian Jye Su, hoofdanalist bij het wereldwijde technologie-intelligentiebedrijf ABI Research. “Publieke cloudspelers zoals Alibaba, Amazon, Google en IBM bieden onderzoekers diensten aan om op afstand kwantumprogramma’s en experimenten uit te voeren”, zegt Su. Ontwikkelaars kunnen nu kwantumtoepassingen bouwen met behulp van IBM’s Qiskit, Google’s Cirq, Amazon Braket en andere, dit zijn “open-sourcebibliotheken die zijn ontworpen voor optimalisatie van kwantumcircuits voor kwantumklassieke of alleen kwantumtoepassingen, inclusief machine learning”, zei Su. “Al deze diensten zijn online beschikbaar.”
Early mover voordeel
Terwijl experts verwachten dat kwantumcomputers en klassieke computers tot ver in de toekomst naast elkaar zullen bestaan, waarbij bepaalde processen worden overgedragen aan kwantum en vervolgens worden omgezet in conventionele verwerking, is het nu tijd voor bedrijven om erin te duiken, zegt Sachdeva. “Het is een early mover-voordeel en als je dat uitstelt, gaat dat voordeel verloren”, zegt hij.
Wat Wells Fargo betreft, het houdt zijn kwantumprogramma op een langzame verbranding. Mehta zegt dat CIO’s alle geavanceerde onderzoeksprojecten tegelijkertijd gaande moeten houden. “Je moet nog steeds doorgaan met het verbeteren van je andere niet-kwantumcapaciteiten, of het nu gaat om gespecialiseerde cloudgebaseerde infrastructuur of andere technologieën,” zegt Mehta. “Op een gegeven moment wanneer kwantum materialiseert en de… [computing capabilities] convergeren, zal het op een positieve manier extreem ontwrichtend zijn.”
Dit is het moment om je voor te bereiden op die verstoring, zoals Wells Fargo doet.
“Wij geloven dat kwantum zich in een stadium bevindt waarin klassieke computergebruik 30 tot 40 jaar geleden was”, zegt Mehta. “Dat gezegd hebbende, het zal veel sneller evolueren dan alles wat we eerder hebben gezien. Niet meedoen is geen optie. Dit wordt de bepalende technologie voor de toekomst.”
