Sistem Keuangan Kuantum: Tinjauan Jelas dan Praktis

Keuangan kuantum adalah cabang dari ekonofisika, sebuah bidang penelitian interdisipliner non-ortodoks yang menerapkan teori dan teknik untuk menyelesaikan masalah kompleks dalam ekonomi.

Penerapan teknologi kuantum terhadap masalah keuangan — khususnya yang berkaitan dengan dinamika nonlinier, ketidakpastian, atau proses stokastik — dapat memberikan manfaat besar bagi pelaku pertama. Reaksi yang lebih cepat terhadap volatilitas pasar, analisis risiko yang lebih akurat, dan pemanfaatan data perilaku untuk meningkatkan keterlibatan pelanggan adalah beberapa keuntungan spesifik yang dapat disampaikan komputasi kuantum dalam beberapa dekade mendatang.

Jika Anda bertanya-tunya apakah sistem keuangan kuantum bisa menjadi kenyataan, jawabannya adalah ya. Meskipun bagi beberapa orang hal ini mungkin terdengar seperti fiksi ilmiah, ini adalah teknologi yang sangat nyata.

Faktanya, konsep penerapan uang kuantum diperkenalkan pada tahun 1970 oleh fisikawan penelitian Stephen Wiesner. Namun, konsep ini tidak dipublikasikan hingga tahun 1983, dan cara praktis untuk mengembangkannya (menggunakan metode dari pemrograman semidefinitif) ditemukan pada tahun 2013.

Saat ini, tujuan utama Sistem Keuangan Kuantum adalah memfasilitasi integritas yang konsisten dari pergerakan dana, memperkirakan ketidakpastian dalam model keuangan dengan presisi, dan mengeliminasi kelemahan sistem perbankan sentral.

Sistem Keuangan Saat Ini

Dunia keuangan telah berkembang banyak dalam 50 tahun terakhir. Belum lama lagi, cara paling umum untuk membayar saat membeli sesuatu adalah menggunakan tunai. Sekarang kita memiliki banyak opsi. Gunakan kartu debet/kredit atau bayar dengan aplikasi atau dompet kriptografis di ponsel pintar Anda. Pilihan ada di tangan Anda.

Saat ini, 30 bank terbesar di dunia mengelola lebih dari 55 triliun dolar secara gabungan. Menurut Asosiasi Pasar Sekuritas dan Keuangan, ukuran pasar obligasi adalah lebih dari 119 triliun dolar di seluruh dunia dan 46 triliun dolar untuk pasar AS.

Dalam pasar yang kompleks ini, sejumlah besar aktivitas layanan keuangan (dari penilai harga sekuritas hingga analisis risiko) dilakukan setiap detik. Setiap aktivitas memerlukan kemampuan untuk menilai hasil jangka pendek dan jangka panjang.

Untuk melakukan ini, lembaga keuangan menggunakan algoritma canggih dan model pembelajaran mesin yang mengukur probabilitas statistik. Namun, model-model ini tidak sepenuhnya akurat — kita semua melihat apa yang terjadi selama krisis keuangan tahun 2008.

Teknologi saat ini masih perlu matang dalam banyak cara untuk memenuhi janjan. Oleh karena itu, beberapa perusahaan keuangan sedang menguji prosesor baru yang memanfaatkan hukum fisika kuantum untuk memproses volume data yang besar dengan kecepatan yang belum pernah ada sebelumnya. Kemungkinannya tidak terbatas.

Bagaimana Komputasi Kuantum Bisa Membantu?

Mesin kuantum dapat merevolusi industri yang membutuhkan daya komputasi besar, termasuk penemuan obat baru, memberdayakan jaringan saraf dalam, memodelkan pasar keuangan, dan mengembangkan cara komunikasi yang aman (internet kuantum). Dalam artikel ini, kita berfokus pada bagaimana komputer kuantum dapat meningkatkan sistem keuangan saat ini.

Sektor perbankan, perusahaan keuangan non-perbankan, dana hedge, dan lembaga keuangan lainnya berurusan dengan data yang sangat sensitif seperti transaksi pelanggan dan kontrak. Data ini perlu dijaga privasi dan keamanannya untuk jangka waktu yang lebih lama.

Sebagian besar aktivitas perbankan seperti penilai harga sekuritas melibatkan tingkat kompleksitas komputasi yang tinggi. Dalam hal penilai opsi, kompleksitas tambahan timbul karena kebutuhan untuk merespons pasar yang berubah dengan cepat.

Oleh karena itu, lembaga keuangan selalu mencari cara untuk menentukan harga opsi saham secara efisien, sambil menjaga data pelanggan tetap aman. Penelitian telah menunjukkan bahwa komputasi kuantum memiliki potensi besar untuk menyelesaikan masalah keuangan kritis seperti ini.

Saat datang ke simulasi mekanika kuantum dan algoritma lain seperti algoritma Grover untuk pencarian kuantum dan algoritma Shor untuk faktorisasi, komputer kuantum dapat dengan mudah mengungguli komputer klasik.

Dasar-dasar Komputasi Kuantum

Prinsip kerja komputer kuantum didasarkan pada fisika kuantum, yang menunjukkan bahwa properti tertentu dari partikel tetap dalam dua keadaan berbeda, atau kombinasi dari dua keadaan, pada setiap waktu yang diberikan. Tidak seperti komputer klasik yang bekerja pada sistem pemrosesan dualistik (0 dan 1), mesin kuantum dapat secara bersamaan menjadi 0 dan 1, atau campuran dari 0 dan 1.

Karena sistem kuantum dapat ada dalam banyak keadaan pada waktu yang sama (fenomena ini disebut superposisi), ia dapat melakukan tugas yang jauh lebih kompleks yang melampaui cakupan superkomputer klasik. Ini membuka eksplorasi kemungkinan komputasi yang luas.

Hasil komputasi kuantum juga berbeda dari biner klasik. Hasilnya probabilistik (bukan deterministik), yang berarti output dapat berbeda meskipun input tetap sama. Oleh karena itu, komputasi yang sama harus dilakukan beberapa kali untuk memastikan hasilnya konvergen terhadap nilai rata-rata.

Sementara komputer klasik bekerja dengan bit, unit dasar informasi kuantum disebut qubit (atau bit kuantum). Qubit dapat dirancang sebagai foton, elektron, atau inti. Contohnya meliputi polarisasi foton di mana kedua keadaan dapat menjadi 'polarisasi horizontal' dan 'polarisasi vertikal'; atau spinn elektron di mana dua keadaan dapat menjadi 'spinn ke atas' dan 'spinn ke bawah.'

Menurut hukum kuantum, qubit dapat berada dalam superposisi koheren dari kedua keadaan pada saat yang sama. Misalnya, komputer kuantum dua qubit dapat memiliki keadaan '00', '01', '10', '11'. Sebuah komputer klasik akan membutuhkan 4 bit untuk mencapai hal ini.

Demikian pula, 3 qubit dapat setara dengan 8 bit biner, 4 qubit setara dengan 16 bit, 5 qubit setara dengan 32, 6 qubit setara dengan 64, dan seterusnya. Untuk memberikan gambaran, sistem 300 qubit dapat memiliki lebih banyak keadaan daripada jumlah total atom di alam semesta. Bahkan superkomputer klasik terkuat tidak akan pernah dapat memproses jumlah data yang sebesar itu.

Itulah mengapa lembaga keuangan menunjukkan minat besar terhadap komputasi kuantum. Sementara belum ada mesin kuantum yang cukup canggih untuk melakukan tugas yang tidak dapat dilakukan komputer klasik, kemajuan besar sedang berlangsung.

Baca: 22 Fakta Menarik tentang Komputer Kuantum

Sistem Uang Kuantum

Dalam model perbankan standar, uang diakui dalam tiga bentuk berbeda: uang komoditas, uang fiat, dan uang fiduciari.

Kami juga telah melihat pertumbuhan kriptovaluta dalam satu dekade terakhir, namun belum diakui secara luas. Ini adalah sistem pembayaran digital yang tidak memiliki otoritas penerbit atau pengatur pusat. Sebaliknya, ini didasarkan pada buku besar publik terdistribusi yang dikenal sebagai blockchain, catatan semua transaksi yang dimiliki oleh pemegang mata uang.

Uang kuantum membawa hal-hal ke tingkat berikutnya. Ini menerapkan protokol kriptografi kuantum untuk menghasilkan dan memvalidasi mata uang. Karena keadaan kuantum yang sembarang tidak dapat dengan sempurna disalin, mustahil untuk memalsukan uang kuantum.

Ide ini terlihat bagus di kertas, namun tidak bisa diterapkan dengan teknologi saat ini. Hal ini karena uang kuantum membutuhkan menyimpan keadaan kuantum yang sembarang dalam memori kuantum, versi mekanika kuantum dari memori komputer konvensional.

Meskipun tahun penelitian dan eksperimen telah memungkinkan memori kuantum untuk menyimpan qubit, ia dapat melakukannya hanya untuk waktu yang sangat singkat. Banyak institusi penelitian di seluruh dunia sedang bekerja pada bahan baru untuk menciptakan memori yang dapat menyimpan informasi kuantum yang dibawa oleh cahaya.

Manfaat Sistem Keuangan Kuantum

Sementara meningkatkan daya komputer konvensional membutuhkan sekitar dua kali lipat jumlah transistor yang bekerja pada suatu tugas, daya komputer kuantum dapat dikali dua dengan menambahkan hanya satu qubit. Oleh karena itu, hal ini dapat memberikan manfaat yang signifikan bagi pelaku pertama.

Komputasi kuantum dapat memungkinkan lembaga keuangan untuk menyelesaikan masalah bisnis yang sangat spesifik dan merangka kembali beberapa proses operasional dalam dekade mendatang.

Target pelanggan dan pemodelan prediksi: Komputer kuantum sangat unggul dalam menemukan pola tersembunyi dari struktur data kompleks, melakukan klasifikasi, dan prediksi yang akurat.

Deteksi penipuan: Lembaga keuangan kehilangan pendapatan sebesar 20-45 miliar dolar setiap tahun karena penipuan dan praktik manajemen layanan yang buruk. Sistem deteksi penipuan yang ada tidak terlalu andal. Mereka menghasilkan 80% positif palsu, menyebabkan sektor perbankan tetap berisiko sebagian besar waktu. Komputasi kuantum dapat menawarkan keunggulan definitif dalam pertempuran terhadap penipuan pembayaran. Daya kecepatan eksponensial, yang berasal dari superposisi dan koligasi kuantum, dapat membantu mengevaluasi kembali berbagai solusi yang mungkin untuk mengoptimalkan algoritma deteksi penipuan.

Manajemen klien: Komputasi kuantum dapat menyederhanakan proses dengan sempurna dan membantu staf membuat pengalaman pelanggan tanpa hambatan.

Manajemen portofolio: Komputasi kuantum memiliki potensi untuk mempercepat model penilai aset dan mempromosikan peningkatan kinerja. Ia dapat melakukan sejumlah besar perhitungan optimisasi dalam waktu yang sangat singkat tanpa perlu menggunakan pendekatan.

Kemampuan optimisasi kombinatorialnya dapat membantu investor meningkatkan diversifikasi portofolio, menyesuaikan kembali investasi portofolio sesuai kondisi pasar dan tujuan akhir, dan menyederhanakan proses penyelesaian perdagangan secara efisien.

Perkembangan Terkini dalam Keuangan Kuantum

Kemajuan yang dicapai dalam 10 tahun terakhir menuju supremasi kuantum membuktikan bahwa komputer kuantum lebih mampu menyelesaikan beberapa masalah spesifik daripada komputer konvensional apa pun.

Misalnya, pada tahun 2014, tim penelita dari Belanda memanfaatkan kemampuan mekanika kuantum untuk mengembangkan teknik yang tahan penipuan untuk mengautentikasi kartu kredit/debit yang hampir tidak dapat dicegah.

Pada tahun 2018, penelita Kanada menerbitkan algoritma kuantum untuk penilai Monte Carlo turunan keuangan, yang menunjukkan metode untuk membuat distribusi probabilitas yang relevan dalam superposisi kuantum dan teknik untuk mengekstrak harga turunan keuangan melalui pengukuran kuantum.

Pada tahun 2020, David Orrell mengusulkan model penilai opsi binomial berdasarkan jalan kuantum yang dapat dijalankan langsung pada perangkat kuantum. Pada tahun yang sama, komputer kuantum D-Wave digunakan untuk menyelesaikan masalah Optimasi Portofolio. Hasilnya sangat menjanjikan: kinerja perangkat keras D-Wave (meskipun terbatas ukurannya) sebanding dengan komputer klasik yang sangat cepat.

Pada tahun 2021, sekelompok penelita mengembangkan algoritma kuantum untuk perdagangan arbitrase statistik dengan frekuensi tinggi dengan menggunakan estimasi nomor kondisi waktu variabel dan regresi linier kuantum.

Kini dan Masa Depan Keuangan Kuantum

Teknologi komputasi kuantum belum sepenuhnya dikembangkan. Faktanya, sebagian besar manfaat dan aplikasinya masih bersifat konseptual. Oleh karena itu, seluruh sektor perbankan tersisa dua pilihan:

• Menunggu teknologi dan bereaksi hanya ketika peluang atau ancaman teridentifikasi.
• Atau mulai terhubung dengan dunia kuantum, mengidentifikasi kasus penggunaan, dan mengintegrasikan solusi keamanan kuantum.

Pilihan kedua tampak lebih baik. Banyak bank investasi dan perusahaan holding layanan keuangan, termasuk JPMorgan Chase, HSBC, dan Wells Fargo, telah mulai mengalokasikan jutaan dolar ke dalam program penelitian dan inovasi kuantum.

Sebuah jumlah besar penelitian dan pekerjaan rekayasa telah dialokasikan untuk wujud algoritma kuantum dengan percepatan polinomial substansial dalam subrutin pemuatan dan pemrosesan data.

Sampai sekarang, belum ada aplikasi praktis komputasi kuantum dengan percepatan eksponensial dibandingkan dengan pendahulu klasiknya yang ditemukan, namun banyak model yang menjanjikan telah diajukan.

IBM, misalnya, berhasil memasukkan 127 qubit dalam chip komputasi kuantum miliknya. Prosesor menggunakan banyak lapisan untuk menampung kabel penyalur sinyal, yang memungkinkan pembacaan yang akurat dari qubit. Meskipun teknik ini umum dalam chip klasik, ini adalah pencapaian besar dalam dunia komputasi kuantum.

Diperkirakan komputer kuantum akan melampaui kemampuan komputer klasik pada akhir tahun 2030. Raksasa teknologi, termasuk IBM dan Google, sedang bekerja pada mesin kuantum yang dapat menampung ratusan bit kuantum. IBM telah membuat aspirasinya lebih konkret dengan merilis blueprint untuk pengembangan komputer kuantum, yang mencakup tujuan untuk mengembangkan komputer 1000 qubit.

Hal ini akan memberikan dampak disruptif pada banyak industri, khususnya keuangan. Faktanya, keuangan diperkirakan menjadi sektor pertama yang mendapat manfaat dari komputasi kuantum dalam jangka pendek dan panjang.

Namun, kemajuan masa depan komputasi kuantum dalam perbankan dan lembaga keuangan tidak bebas dari tantangan. Mengidentifikasi masalah mana yang dapat diselesaikan secara efisien oleh mesin kuantum, meningkatkan antarmuka untuk aksesibilitas yang lebih baik, meningkatkan infrastruktur agar cocok dengan teknologi ini, dan memperluas minat terhadap mesin kuantum ini di luar sekelompok elit fisikawan dan matematikawan — ini adalah beberapa tantangan di bidang ini yang harus ditangani di masa mendatang.

Secara keseluruhan, mengadopsi solusi berbasis kuantum bukan proses jangka pendek. Ini bukan seperti meningkatkan sistem perangkat lunak Anda di mana Anda mengklik tombol dan selesai dengan segalanya. Ini adalah perjalanan jangka panjang, dan ini tidak hanya bergantung pada kemampuan sektor perbankan untuk mendefinisikan masalah dan menyesuaikan infrastruktur, tetapi juga pada kemampuannya untuk melibatkan staf dan pelanggan dalam proses ini.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa algoritma kuantum yang paling populer?

Algoritma kuantum adalah serangkaian instruksi, di mana setiap langkah dapat dilakukan pada komputer kuantum. Istilah 'kuantum' digunakan untuk algoritma yang menggunakan beberapa fitur dasar komputasi kuantum, seperti koligasi kuantum atau superposisi kuantum.

Algoritma ini dapat diterapkan di berbagai bidang, termasuk pencarian dan optimisasi, kriptografi, penyelesaian sistem persamaan linear besar, dan simulasi sistem kuantum. Lima algoritma kuantum yang paling populer adalah —

1. Algoritma Shor: memfaktorkan bilangan bulat dalam waktu polinomial
2. Algoritma Grover: dapat dengan cepat menyelesaikan masalah pencarian terstruktur
3. Algoritma Simon: menyelesaikan masalah tertentu secara eksponensial lebih cepat dan dengan kurang kueri daripada algoritma klasik deterministik terbaik.
4. Algoritma Bernstein–Vazirani: dikembangkan untuk membuktikan pemisahan oracle antara kelas kompleksitas BPP dan BQP.
5. Algoritma Deutsch–Jozsa: yang pertama menunjukkan bahwa penggunaan komputer kuantum sebagai alat komputasi untuk masalah tertentu dapat memberikan keuntungan.

Kapan sistem keuangan kuantum akan dimulai?

Era sistem keuangan kuantum akan segera dimulai. Dalam dekade mendatang, komputasi kuantum kemungkinan besar akan menjadi salah satu solusi utama di sektor keuangan.

Menurut laporan MarketsandMarkets Research, ukuran pasar komputasi kuantum diperkirakan mencapai 1,76 miliar dolar pada tahun 2026 dari 472 juta dolar pada tahun 2021, dengan pertumbuhan CAGR sebesar 30,1% selama periode peramalan. Penerapan dini teknologi berbasis kuantum di sektor keuangan diperkirakan akan mendorong pertumbuhan pasar di seluruh dunia.

Bank mana saja yang berinvestasi dalam komputasi kuantum?

J.P. Morgan, Goldman Sachs, Citigroup, Mitsubishi Financial Group, Barclays, Wells Fargo, BNP Paribas, HSBC, dan Japan Post Bank — mereka semua mengalokasikan jutaan dolar ke dalam teknologi ini; beberapa telah mulai bereksperimen dengan aplikasi komputasi kuantum.

Dapatkah Anda berinvestasi dalam komputasi kuantum?

Ya, ada banyak peluang yang tersedia bagi investor yang ingin bertaruh pada teknologi komputasi kuantum. Sejumlah perusahaan yang bekerja di bidang ini terdaftar di New York Stock Exchange. ETF komputasi kuantum (defiance quantum ETF) juga tersedia untuk mendapatkan paparan yang lebih umum terhadap industri ini.