本期“量子信息”專欄評述

本期『量子信息』專欄主持人 吳熱冰

評“基于量子判別分析法的量子連續(xù)投資組合優(yōu)化算法”

吳熱冰

量子金融算法是指將量子計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于金融領(lǐng)域的算法，旨在利用量子計(jì)算的優(yōu)越性提高金融問題的求解速度和準(zhǔn)確性，以在規(guī)模巨大、瞬息萬變的金融市場中實(shí)現(xiàn)收益的最大化。近年來，隨著量子計(jì)算硬件技術(shù)逐步邁入實(shí)用化階段，量子金融算法已在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛的學(xué)術(shù)關(guān)注和資本投入。該文針對量子金融算法在投資組合優(yōu)化中的應(yīng)用展開研究，將馬科維茨投資組合優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為量子線性判別分析（QLDA）優(yōu)化問題，并利用 QLDA 技術(shù)獲得使夏普率最大的最佳投資組合方案，理論上能夠?qū)崿F(xiàn)相較于經(jīng)典方案的準(zhǔn)指數(shù)加速。在投資組合優(yōu)化場景中，所提出的方案可以在同等時(shí)間內(nèi)大大提高考慮的股票數(shù)量。

評“基于交替量子隨機(jī)行走的高維量子圖像加密模型”

吳熱冰

圖像是數(shù)字化時(shí)代信息傳遞的重要載體。在軍事、商業(yè)、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域中，重要的圖像信息需要通過加密技術(shù)保障在互聯(lián)網(wǎng)上的安全傳輸，以防止數(shù)字圖像被竊取、惡意篡改或受到版權(quán)侵犯。量子圖像加密方法通過量子力學(xué)獨(dú)有的測不準(zhǔn)原理和糾纏特性，理論上可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸過程中的物理絕對安全。該文提出了一種基于交替量子隨機(jī)行走（AQW）的彩色量子圖像加密算法，通過量子編碼和受控 AQW 生成的二進(jìn)制概率矩陣實(shí)現(xiàn)對圖像的加密操作，在理論和實(shí)踐層面上都展現(xiàn)出了良好的傳輸安全性能。研究成果展示了量子技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)圖像信息安全中的應(yīng)用潛力，盡管在技術(shù)落地方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但在量子信息處理硬件技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，在不遠(yuǎn)的將來仍然有值得期待的應(yīng)用市場。