基于量子优化算法的投资组合优化方法及系统技术方案

本申请实施例提供一种基于量子优化算法的投资组合优化方法及系统，属于量子金融技术领域，所述方法包括：采集待投资方案信息，并对待投资方案进行满足预设硬约束算子要求的二进制编码设计，获得对应的二进制编码；基于所述二进制编码获得QAOA算法的初态；基于所述初态构建对应的量子路线；所述量子路线至少包括相位分离算子和硬约束混合算子；基于所述量子路线将所述初态转换为对应的终态，并基于所述终态获得最优投资方案。本发明专利技术方案所需要的量子比特数相较现有编码方式下的量子近似优化算法所使用的量子比特数有着对数级的节约。算法所使用的量子比特数有着对数级的节约。算法所使用的量子比特数有着对数级的节约。

【技术实现步骤摘要】
基于量子优化算法的投资组合优化方法及系统


[0001]本申请涉及量子金融
，具体涉及一种基于量子优化算法的投资组合优化方法及一种基于量子优化算法的投资组合优化系统。

技术介绍

[0002]在金融行业，投资组合优化问题一直是业内人员极其关注的问题，在面对多个存在相关性的、收益和风险各不相同的资产，投资者希望权衡收益和风险，使得收益尽可能大、风险尽可能小。随着计算机技术的不断革新，利用计算机进行对应的算法模型构建，并基于构建模型进行对应的投资组合优化，成为目前金融行业的投资分析主流，其中应用十分广泛的为均值
‑
方差模型。在现实情况中，投资者往往需要在投资组合优化问题中设立诸多约束，如最常见的投资者的投资份额难以无限细分。基于此，投资者在单个资产上的投资份额是具有最小单位限制的，这种限制实际面对的是带单资产投资份额上下界约束的离散均值
‑
方差模型最优化求解问题。目前解决均值
‑
方差模型的新兴方法为通过量子近似优化算法求解均值
‑
方差模型的方式在，但是这种方式所需要的量子比特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子优化算法的投资组合优化方法，其特征在于，所述方法包括：采集待投资方案信息，并对待投资方案进行满足预设硬约束算子要求的二进制编码设计，获得对应的二进制编码；基于所述二进制编码获得QAOA算法的初态；基于所述初态构建对应的量子路线；所述量子路线至少包括相位分离算子和硬约束混合算子；基于所述量子路线将所述初态转换为对应的终态，并基于所述终态获得最优投资方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待投资方案信息包括：候选资产数量、各候选资产的期望收益、用户的风险偏好系数、单个资产最小投资单位、各候选资产投资份额上下界约束条件。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对待投资方案进行满足预设硬约束算子要求的二进制编码设计，包括：基于单个资产最小投资单位和各候选资产投资份额上下界约束条件，定义各候选资产的允许总投资份额，并将所述总投资份额表示为二进制形式；基于总投资份额的二进制形式，选定适应数量的量子比特进行是否投资表示，获得编码结果；其中，基于量子比特的状态是否为1对应表示是否投资对应份额的最小投资单位，量子比特的状态为1时，表示是投资对应份额的最小投资单位；基于预设硬约束算子要求，对所述编码结果进行均衡处理，以保证除表示最大份额的最小投资单位的量子比特以外，其余代表每一个份额的最小投资单位的量子比特数量均不少于2。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述各候选资产的允许总投资份额的定义规则为：其中，r
i
为第i种候选资产允许总投资份额；u
i
为第i种候选资产的投资份额上界；l
i
为第i种候选资产的投资份额下界；m为最小投资单位。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于总投资份额的二进制形式，选定适应数量的量子比特进行是否投资表示，包括：若当前总投资份额的二进制形式为：其中，t为总投资份额的二进制形式的位数，则确定使用t+1个量子比特进行是否投资表示；若当前总投资份额的二进制形式为：则先确定t个量子比特进行是否投资表示；其中，
第t个量子比特表示是否进行2
t
‑1m份额的最小投资单位投资；对于剩余的(r
i
‑2t
+1)m份额的最小投资单位投资，确认(r
i
‑2t
+1)的二进制形式中二进制位中为1的数量，并增加对应数量的量子比特；整合预先确定的t个量子比特和后续扩增的量子比特，确定使用t+s个量子比特进行是否投资表示，其中s为(r
i
‑2t
+1)的二进制形式中二进制位中为1的数量。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述编码结果进行均衡处理，包括：找到只有一个某份额的最小投资单位的量子比特，将该量子比特扩展的数量扩展为2个作为均衡目标；基于该均衡目标，执行对应的均衡方案，包括：记只有一个某份额的最小投资单位的量子比特为表示份额的量子比特；其中，t2表示当前份额最小投资单位的二进制位；记最大份额的最小投资单位投资的量子比特为表示份额的量子比特；其中，t0＞t2，t0表示最大份额的最小投资单位的二进制位；基于该均衡目标，取一个份额的量子比特，并将其替换为2个表示份额的量子比特；再从所有表示份额的量子比特中取一个表示份额的量子比特，并将其替换为2个表示份额的量子比特；继续往下逐级替换，直到用1个表示份额的量子比特替换为2个表示份额的量子比特为止，完成均衡目标。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述二进制编码获得QAOA算法的初态，包括：确定QAOA算法关注的量子态，包括：基于二进制编码，获得一组表示各候选资产的投资特定份额量子比特集合；将所述量子比特集合的张量积作为QAOA算法关注的量子态，表示为：其中，|ψ>为量子比特集合的张量积；n为候选资产数量；i∈n，表示第i个候选资产；j为对应的二进制形式的第j位；q
ji
表示第i个候选资产的第j位量子比特；基于泡利
‑
X门和预设约束条件进行量子态变换，将变换后的量子态作为QAOA算法的初态。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设约束条件为：其中，为总投资份额；l为对应某候选资产投资份额向量的上界；0≤z≤u
‑
l，u为对应某候选资产投资...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴涵卿，袁淏木，陈柄任，张晓旭，高振涛，吴磊，李鑫，
申请(专利权)人：建信金融科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：