<i>Quantum Finance</i>: um tutorial de computação quântica aplicada ao mercado financeiro

Antes restrita a uma área de fronteira da Física, a computação quântica é uma das áreas que mais tem crescido atualmente, justamente por suas aplicações tecnológicas em problemas de otimização, aprendizagem de máquina, segurança da informação e simulações. O objetivo deste artigo é introduzir os fundamentos da computação quântica, tendo como foco um algoritmo quântico promissor e sua aplicação a um problema do mercado financeiro. Mais especificamente, discutimos o problema da otimização de portfólio usando o Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA). Não somente descrevemos os principais conceitos envolvidos, mas também consideramos exemplos simples práticos, envolvendo ativos financeiros disponíveis na bolsa brasileira, com códigos, tanto clássicos quanto quânticos, dísponíveis livremente em um Jupyter Notebook. Também analisamos em detalhes a qualidade das soluções de otimização combinatória de portfólio por meio do QAOA usando o simulador quântico ATOS QLM do SENAI/CIMATEC.

Palavras-chave:
Computação Quântica; Mercado Financeiro; Finança Quântica

Autoria

Askery Canabarro ^** Endereço de correspondência: askery@gmail.com

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Instituto Internacional de Física, 59078-970, Natal, RN, Brasil.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilNatal, RN, BrasilUniversidade Federal do Rio Grande do Norte, Instituto Internacional de Física, 59078-970, Natal, RN, Brasil.

Universidade Federal de Alagoas, Núcleo de Ciências Exatas, Grupo de Física da Matéria Condensada, 57072-970, Arapiraca, AL, Brasil.Universidade Federal de AlagoasBrasilArapiraca, AL, BrasilUniversidade Federal de Alagoas, Núcleo de Ciências Exatas, Grupo de Física da Matéria Condensada, 57072-970, Arapiraca, AL, Brasil.

http://orcid.org/0000-0001-5048-2317

Taysa M. Mendonça

Ranieri Nery

George Moreno

Anton S. Albino

Latin American Quantum Computing Center/Senai Cimatec, 41650-010, Salvador, BA, Brasil.Latin American Quantum Computing Center/Senai CimatecBrasilSalvador, BA, BrasilLatin American Quantum Computing Center/Senai Cimatec, 41650-010, Salvador, BA, Brasil.

Gleydson F. de Jesus

Rafael Chaves ^†† Endereço de correspondência: rchaves@iip.ufrn.br

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Escola de Ciências e Tecnologia, 57078-970, Natal, RN, Brasil.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilNatal, RN, BrasilUniversidade Federal do Rio Grande do Norte, Escola de Ciências e Tecnologia, 57078-970, Natal, RN, Brasil.

* Endereço de correspondência: askery@gmail.com

† Endereço de correspondência: rchaves@iip.ufrn.br

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Figuras (8)
Tabelas (3)
Fórmulas (49)

Ativos	BRKM5	ITUB4	KLBN4	VALE3
BRKM5	1.00	0.37	0.28	0.33
ITUB4	0.37	1.00	0.18	0.36
KLBN4	0.28	0.18	1.00	0.24
VALE3	0.33	0.36	0.24	1.00

Descrição do Portfólio	BRKM5	ITUB4	KLBN4	VALE3	Risco	Retorno
Risco Mínimo	0.009	0.404	0.503	0.083	0.244	0.108
Retorno Máximo	0.919	0.006	0.009	0.066	0.492	0.311
Melhor SR $(R_{f} = 0.015)$	0.370	0.000	0.193	0.436	0.347	0.270
Melhor SR $(R_{f} = 0.028)$	0.403	0.002	0.099	0.496	0.372	0.287
Melhor SR $(R_{f} = 0.100)$	0.451	0.000	0.022	0.526	0.395	0.303