東芝公司開發了一種概念證明（PoC）設備，用於超高速金融交易機，這是世界上第一款能夠即時檢測並執行巨大套利機會的超大型金融交易機貨幣組合模式的數量。
該設備配備了東芝專有的模擬分叉（SB）算法，該算法可在短時間內為大規模，複雜的組合優化問題獲得高質量的近似解（好的解）。在不斷變化的外匯市場中，PoC可以從概率超過90％的大量貨幣組合模式中檢測到最有利可圖的套利機會，並在幾微秒內發出交易訂單。這是世界上第一個演示可立即檢測並執行最佳套利的設備的演示。為了促進金融科技領域的研發和新業務發展，東芝正在聘請金融工程專家（注1）。
東芝於4月20日宣布開發其SB算法，並於9月11日開發專用於執行該算法的處理電路。該SB算法及其專用處理電路共同實現了一個新的系統概念，即瞬時最佳響應系統。PoC設備通過將其應用於外匯套利（圖1）來證明這一新概念。預計該技術將促進金融，工業機器人，災難應急系統以及其他需要高速實時響應的領域的創新。
東芝和東芝數字解決方案公司將在2019年金融信息技術展覽會（注2）（10月24日至25日，東京）和2019年東芝開放創新博覽會（注3）（11月7日至8日，東京）上展示該設備。
通過在眾多候選人中選擇最佳組合模式，組合優化可以解決與社會和工業系統創新相關的優化問題，例如金融交易，工業機器人的操作以及物流或電力傳輸的路線選擇。用現有的計算機來高速解決組合優化問題非常困難，因為候選組合模式的數量會隨著問題的大小呈指數增長。東芝通過開發其專有的量子計算機量子分叉機（QBM）解決了這一問題（注4）。該公司還開發了SB算法（註釋5,6,7,8）通過將量子機器的理論基礎擴展到經典動力學，並實現了世界上最快，規模最大的優化。東芝還提出了瞬時最優響應系統的概念，並宣布開發專用於執行實現該系統所必需的SB算法的處理電路（注9,10）。
高速實時響應系統（例如用於金融交易或工業機器人中的系統）必須減少總響應時間，包括搜索外部環境以及確定並執行適當操作所花費的時間。傳統的高速系統根據過去的經驗根據簡單的條件判斷表達式來確定要採取的措施。既能實現實時響應又能進行高速組合優化以根據環境變化立即做出最合理判斷的系統是一個尚未實現的新概念，其在社會上的實現將需要演示實驗。
東芝一直將金融交易作為一項需要高速，實時響應的活動，並開發了一種PoC設備，該設備可以執行外匯市場中多種貨幣之間的套利交易（注11）。
該器件是一種超低延遲，全硬件的解決方案，可在單個現場可編程門陣列（FPGA）上實現套利交易系統（注12）（圖1）。該系統由專用的SB加速器，專用的接口電路，匯率矩陣管理器和交易引擎組成。它遵循跨貨幣套利的學術表述（注11）。安裝在該設備中的專用SB加速器可通過解決加權有向圖中的最佳路徑問題，立即找到最有利可圖的套利機會（注13）。
該演示使用了歷史的逐筆外匯（FX）數據（註釋14）以毫秒為單位的詳細信息，涉及十五對八種貨幣（有八個節點和三十個邊的有向圖）。PoC設備捕獲以非計劃的，極短的時間間隔（約一毫秒）發行的貨幣對的市場數據包，並從大量可能的交易路徑中找到最佳套利機會（貨幣轉換鏈）（圖2） ）。根據該信息和交易算法確定的訂單數據包是在市場數據包到達後30微秒內發出的（圖3A）。該響應時間比交換波動定時的響應時間短得多（約一毫秒）。此外，在所有可能的交易中找到最有利可圖的套利機會的可能性為90.96％（注14）。。如果存在至少一個具有正獲利能力（利潤率超過1.0）的套利機會，則發現其中一個獲利機會的可能性達到97.96％（圖3B）（注14）。因此，該設備提供了高速響應，可以立即響應快速變化的市場狀況，並以極高的概率檢測出最大利潤交易的機會。
響應瞬息萬變的環境而立即執行最理性行動的系統有望在廣泛領域中得到應用，並促進創新。例如，它們可以應用於金融領域，例如金融資產的高速交易，動態風險評估以及交易成本的優化。工業機器人將能夠根據周圍環境實時選擇最有效的動作。這樣的系統還將實現高速電力交易，從而促進可再生能源的使用，其可再生能源的發電水平會瞬間變化，並實現配電網絡的動態控制，以最大程度地減少災難造成的損失。
東芝將推進以低延遲的高速解決組合優化問題為中心的金融解決方案的研發，並將與東芝數字解決方案公司合作，推動金融技術領域的新業務發展。東芝還在招募專家人力資源，以促進金融工程領域的研發和新業務發展。東芝將繼續在金融以外的領域研究和開發創新的即時最佳響應系統。
