فیزیک در امور مالی: تجارت با سرعت نور

برای به حداقل رساندن خطرات ، ما باید در مورد نحوه عملکرد بازارهای مالی با سرعت سریعتر ، اطلاعات بیشتری کسب کنیم.

یک جلوه نرم افزاری در شرکت تجاری Knight Capital باعث ضرر 440 میلیون دلار در یک روز در سال 2012 شد. اعتبار: ریچارد درو/AP

معامله گران مالی در حال مسابقه هستند تا معاملات را سریعتر انجام دهند. در صرافی های پیشرفته امروز ، شرکت ها می توانند بیش از 100،000 معاملات را در یک ثانیه برای یک مشتری واحد انجام دهند. در تابستان امسال ، مراکز مالی لندن و نیویورک قادر به برقراری ارتباط با 2. 6 میلی ثانیه (حدود 10 ٪) سریعتر پس از افتتاح خط فیبر نوری فراتر از Hibeia Express و 300 میلیون دلار هزینه می شوند. با پیشرفت فناوری ، سرعت تجارت فقط با فیزیک اساسی و سد نهایی - سرعت نور - محدود می شود.

از طریق الیاف نوری شیشه ای ، اطلاعات با دو سوم سرعت نور در خلاء (300000 کیلومتر در ثانیه) سفر می کند. برای سریعتر رفتن ، داده ها باید از طریق هوا حرکت کنند. راهروهای بین شیکاگو و نیویورک و نیوجرسی و بین لندن و فرانکفورت با پیوندهای مایکروویو و موج میلی متر کارآمد هستند. یک شبکه حتی کارآمدتر از لیزرها-بر اساس فناوری نظامی برای سیگنالینگ در پرواز بین هواپیما-برای پیوند نیویورک و نیوجرسی و همچنین مبادلات مالی لندن و فرانکفورت 1 نصب شده است.

در مرحله بعد ممکن است کابلهای فیبر هسته توخالی باشد که از طریق آن نور با سرعت کمی با سرعت کمی هوا حرکت می کند. بنگاه های تجاری درباره ناوگان بادکنک یا هواپیماهای بدون سرنشین خورشیدی که دارای تکرار سیگنال هستند برای پشتیبانی از شبکه ای از پیوندها در اقیانوس ها حدس می زنند. در یک دهه یا بیشتر ، بنگاهها حتی ممکن است با استفاده از نوترینوها ارتباط برقرار کنند ، که با سرعت نور حرکت می کنند و می توانند موانعی از جمله زمین را طی کنند. این همه سودهای بزرگی را برای بنگاه های تجاری با تکنولوژی بالا نشان می دهد ، که اکنون حدود 50 ٪ از تجارت سهام در ایالات متحده و اروپا را تشکیل می دهد.

گوش بده

مرورگر شما از عنصر صدا پشتیبانی نمی کند.

مارک بوچانان مزایا و خطرات معاملات پر سرعت را اعلام می کند.

اما برخی از بنگاهها ادعا می کنند که دسترسی ناهموار به سرعت شدید انصاف تجارت را از بین می برد. و خرابی های گسترده در سیستم هنگامی اتفاق می افتد که الگوریتم ها به روش های پیش بینی نشده تعامل داشته باشند-مانند "سقوط فلش" از 6 مه 2010 ، هنگامی که میانگین صنعتی داو جونز با بزرگترین مقدار روزانه تا کنون در عرض چند دقیقه سقوط کرد (نگاه کنید به "سقوط فلش"). هیچ کس نمی داند چه زمانی ممکن است یک رویداد مشابه به بازارهای جهانی برسد.

اجتناب از این خطرات نیاز به تحقیقات فشرده در مورد نحوه کار بازارها - به عنوان محیط زیست پیچیده الگوریتم های تعامل - و چگونگی اقدامات متقابل می تواند از بلایای طبیعی جلوگیری کند.

پیشروی

تجارت با فرکانس بالا به رایانه های سریع ، الگوریتم های تصمیم گیری در مورد خرید یا فروش چه زمانی و فروش داده های مالی از مبادلات متکی است. هر میکرو ثانیه از مزیت حساب می شود. پیوندهای داده سریعتر بین مبادلات زمان لازم برای تجارت را به حداقل می رساند. بنگاهها بر روی رایانه خود می جنگند که می تواند نزدیکتر باشد. معامله گران برای نشستن به لوله ، جوکی می کنند. این هزینه هزینه دارد - اجاره پیوندهای سریع حدود 10،000 دلار در هر ماه هزینه دارد.

اعتبار: منبع: داو جونز

فناوری ارتباطات یک عامل محدود کننده است. کابل های فیبر نوری بیشترین داده ها را به همراه دارند ، اما سرعت مورد نیاز را نمی دهند. سریعترین پیوندها اطلاعاتی را بر روی یک قوس ژئودزیک حمل می کنند - کوتاهترین مسیر روی سطح زمین بین دو نقطه. بنابراین مایکروویوهای خط بین گزینه بهتری هستند. امواج و لیزرهای میلی متر هنوز بهتر هستند ، زیرا تراکم داده های بالاتری دارند.

سیستم های ارتباطی در فضای باز مستعد اختلال در آب و هوا هستند. ANOVA Technologies ، ارائه دهنده شبکه برای شرکت های تجاری که مقر آن در شیکاگو ، ایلینویز است ، شبکه لیزر نیویورک خود را با امواج میلی متر برای غلبه بر باران ، مه و برف تقویت کرده است. مکانیسم های تراز تطبیقی لینک ها را حتی اگر وزش باد تا 3 درجه بچرخد ، کار می کند. اما مایکروویو و لیزر در مسافت های طولانی و بدون تکرار قابل استفاده نیستند. آنها به سرعت در جو ضعیف می شوند و در اطراف زمین منحنی نمی شوند.

برخی از اقتصاددانان ارزش چنین سرمایه گذاری ها را زیر سوال می برند. جوزف استیگلیتز ، برنده جایزه نوبل اقتصاد ، از جمله کسانی است که معتقدند تجارت سریع از نظر اجتماعی بی فایده است 2. بنگاههای با فرکانس بالا به سرعت حدود 95 ٪ از سفارشات خود را 3 لغو می کنند. از همه بدتر ، سرعت ممکن است مانع عملکرد مناسب بازار شود. هدف سنتی بازارهای مالی جمع آوری اطلاعات متنوع از بسیاری از افراد به کانال های سرمایه گذاری است. این امر مستلزم تجارت بر اساس بینش ، عمق مطالعه و صبر است-همه خارجی به سیستم مبتنی بر الگوریتم با فرکانس بالا 2.

خوب ، بد و زشت

معاملات سریع دارای جوانب مثبت و منفی است. اول ، نقدینگی به بازارها می دهد - این امر باعث می شود سرمایه گذاران بتوانند شرکای تجاری را با قیمت مناسب پیدا کنند. بازارهای مایع به همان روشی که ترافیک آزاد به حمل و نقل کمک می کند ، از تجارت بهره می برد. چنین بازارهایی تمایل به گسترش "پایین" دارند - تفاوت بین قیمت هایی که در آن می توان سهام را خریداری کرد یا بفروشد ، این نشان دهنده هزینه ای است که فروشندگان تقاضا می کنند و در نتیجه هزینه های معامله برای سرمایه گذاران. با افزایش معاملات با فرکانس بالا طی یک دهه گذشته ، گسترش در بسیاری از بازارها کاهش یافته است ، و تجارت ارزان تر 4 را رقم می زند.

طبیعت ویژه: نور

با این وجود ، نقدینگی که تجارت رایانه ایجاد می کند زودگذر است و با ناعادلانه شدن بازارها می تواند شکست بخورد. نوسانات بسیار زیاد به معنای خطرات بزرگتر برای معامله گران است که با استفاده از "بازار" زندگی می کنند - در هر لحظه آماده خرید یا فروش سهام و کسب سود از گسترش هستند. الگوریتم هایی که از آنها برای تجارت سودآوری استفاده می کنند ، خطاهای بیشتری ایجاد می کنند و برنامه ریزی می شوند تا وقتی بازارها بیش از حد بی ثبات می شوند ، از بازار خارج شوند. مشکل با شباهت الگوریتم های مورد استفاده بسیاری از بنگاه های تجاری با فرکانس بالا تشدید می شود-همه آنها همزمان وثیقه می گیرند. این همان اتفاقی است که در سقوط فلش 2010 رخ داده است.(البته ، این مشکل در مورد معامله گران انسان نیز اتفاق می افتد ، که وقتی بیش از حد ترسناک می شوند از بازارها فرار می کنند.)

نکته خوب دیگر در مورد تجارت با فرکانس بالا این است که به همگام سازی قیمت ها در بازارهای 5 کمک می کند. برای هضم اطلاعات ، ترسیم پیامدها و تراز کردن قیمت ها زمان لازم است. اگر قیمت شکر یا شربت ذرت با فروکتوز بالا افزایش یابد ، سهام در کوکا کولا به سرعت کاهش می یابد. شرکت های کمتر مشهور نوشیدنی نرم مدت طولانی تر می شوند. تجارت با فرکانس بالا این روند را سرعت می بخشد. در سال 2000 ، به طور متوسط دقایقی طول کشید تا تغییر قیمت در یک امنیت به دیگران جریان یابد. اکنون کمتر از ده ثانیه طول می کشد. همه این را دوست ندارند: همگام سازی سریع فرصت های سود را برای بنگاه هایی که با آگاهی از عدم تعادل قیمت لحظه ای درآمد کسب می کنند ، از بین می برد.

پویایی بازار

برخی از شرکت های با فرکانس بالا از یک نابهنگامی در ساختار بازارها سوء استفاده می کنند. طبق قوانین ایالات متحده، هر صرافی تنظیم شده باید بهترین قیمت های موجود خود را برای یک سهام، فروش و خرید، به یک مرکز مرکزی بدهد، که از این اطلاعات برای ایجاد بهترین پیشنهاد و پیشنهاد ملی عمومی (NBBO) استفاده می کند. اما صرافی ها همچنین فیدهای داده اختصاصی سریع تری را می فروشند که شرکت ها می توانند از آن برای پیش بینی NBBO از قبل استفاده کنند و بر هر کسی که به تنهایی از اطلاعات عمومی استفاده می کند برتری پیدا کند. از این رو، شرکت های با فرکانس بالا می توانند جلوتر از معامله گران کندتر حرکت کنند. این تمایل به همگام سازی بیشتر قیمت ها دارد. سرمایه گذاران بزرگ مانند صندوق های سرمایه گذاری مشترک و صندوق های بازنشستگی، که بر اساس بینش و اطلاعات دنیای واقعی با دید بلندمدت عمل می کنند، از جمله کسانی هستند که ضرر می کنند، اگرچه از اسپردهای کمتر ایجاد شده توسط معامله گران با فرکانس بالا نیز سود می برند.

در ایالات متحده، برخی از شرکت های تجاری بزرگ، فضاهای تجاری خصوصی ایجاد کرده اند تا حاشیه زمان بندی را برای معامله گران با فرکانس بالا حذف کنند. به عنوان مثال، سیستم تجارت جایگزین IEX، که در سال 2013 راه اندازی شد، با هدف توقف بهره برداری از NBBO است. این شرکت یک «سرعت افزایش» معاملاتی را معرفی کرده است - تاخیری خودکار 350 میکروثانیه - که باعث می شود معامله گران نتوانند از خوراک های سریع تر سود ببرند. IEX در حال حاضر حدود 1٪ از حجم معاملات سهام در ایالات متحده را جذب کرده است. ممکن است شرکت های کشورهای دیگر از این روند پیروی کنند.

واحدهای لیزری روی پشت بام ها، مرکز داده نزدک نیوجرسی را به بورس اوراق بهادار نیویورک متصل می کند. اعتبار: کلودیو پاپاپیترو

با توجه به اینکه کدهای کامپیوتری معاملاتی را با عواقب دنیای واقعی با سرعتی فراتر از حدی که انسان می تواند مداخله کند، انجام می دهد، تأثیر خطاهای کدگذاری و اشکالات دیجیتال به سرعت می تواند افزایش یابد. در سال 2012، نقصی در الگوریتم های یکی از بزرگ ترین شرکت های تجاری با فرکانس بالا در ایالات متحده، نایت کپیتال، باعث ضرر 440 میلیون دلاری در 45 دقیقه شد زیرا سیستم آن با قیمت های بالاتر از فروشش خرید کرد.

افزایش ناگهانی یا "شکستگی" در قیمت سهام به طور فزاینده ای رایج است. ده ها هزار بار در چند سال گذشته، ارزش سهام 1% در کمتر از 0. 04 ثانیه تغییر کرده است. سقوط فلش در سال 2010 حدود ساعت 2:45 بعد از ظهر اتفاق افتاد. به وقت نیویورک و بازارها در حدود 15 دقیقه بهبود یافتند. اگر درست قبل از زمان بسته شدن در نیویورک رخ می داد، این شوک بر بازارهای سراسر جهان تأثیر می گذاشت و بهبود بیشتر طول می کشید. برخی از سرمایه گذاران در مورد یک "سقوط ناگهانی" گمانه زنی می کنند، که در آن یک جهش عظیم در یک بازار، تجارت ارز خارجی، معاملات آتی، کالاها، اوراق قرضه و سایر دارایی ها را مختل یا متوقف می کند و به طور بالقوه باعث ایجاد یک بحران اقتصادی جهانی می شود.

برخی از محققین 6 پیشنهاد می کنند که جهش ها منعکس کننده یک دگرگونی اساسی در پویایی بازار است که با ضرورت استفاده شرکت ها از الگوریتم های ساده برای به حداکثر رساندن سرعت اجرا مرتبط است.

خطرات سیستمیک

ماهیت بازارهای مالی امروزه به شدت با گذشته متفاوت است. آنها به جای انعکاس تصمیمات جمعی مردم، رفتار شبکه های پیچیده فناوری ها و تعامل آنها با انسان ها را تکذیب می کنند. پتانسیل مشکلات جهانی در حال افزایش است زیرا معاملات با فرکانس بالا به بازارهای بین المللی برای معاملات آتی و سایر دارایی ها نقل مکان کرده است. هیچ صنعتی - از جمله انرژی و غذا، بیمه و بانک - از اختلال مصون نیست.

در آینده، زمانی که شبکه های لیزر هوابرد اقیانوس ها را بپوشاند، ممکن است اوضاع حتی عجیب تر شود. مکانی که معامله گران اولین اطلاعات ممکن را از دو صرافی دریافت می کنند، در نقطه میانی آنها قرار دارد - بین شیکاگو و لندن، اینجا در وسط اقیانوس اطلس است. در چنین سایتی، معامله گران می توانند از تکنیکی به نام «آربیتراژ نسبی گرا» (8) استفاده کنند تا از عدم تعادل لحظه ای قیمت ها در شیکاگو و لندن سود ببرند.

برای توضیح: نسبیت خاص می گوید که هیچ چیز نمی تواند سریعتر از سرعت نور حرکت کند، c . از این رو، معامله گری که در فاصله D از یک صرافی ایستاده است، می تواند در بهترین شرایط، در زمانی که T = D/c پس از وقوع آن اتفاق افتاده است، دریابد که در آنجا چه اتفاقی افتاده است. بین مراکز تجاری بزرگ در سراسر جهان، چنین تاخیرهایی می تواند از چند تا ده ها میلی ثانیه باشد. اگر یک معامله گر در نیمه راه بین دو مبادله بایستد، پس از یک بازه زمانی مشابه، اطلاعاتی را از هر دو دریافت خواهد کرد. در هر جای دیگری، فاصله حداقل تا یکی از صرافی ها بیشتر خواهد بود و اطلاعات برای رسیدن به آنجا بیشتر طول می کشد.

اعتبار: منبع: ر. 8

به عبارت دیگر ، طی چند سال ممکن است برای ایستگاه کشتی یا سایر سکوی تجاری در نزدیکی نقاط نیمه راه بین جفت مراکز مالی در سراسر جهان سودآور شود (به "نقاط مهم تجارت سریع" مراجعه کنید). گفته می شود ، سود حاصل از شرکتهای با فرکانس بالا در سالهای اخیر کاهش یافته است ، و این نشان می دهد که بیشتر فرصت های آسان برای پول سازی قبلاً گرفته شده است.

اگر در ده سال چرخ های سیستم مالی جهانی واقعاً توسط شرکت هایی که از نیویورک به ملبورن در حد مجاز سرعت انیشتین می روند ، چرب می شوند ، تحقیق و سیاست گذاری باید روی دو سؤال متمرکز شود. اول ، چگونه می توان از بزرگترین چیزهایی که می توانند اشتباه بگیرند جلوگیری کنیم. و دوم ، چگونگی کار کردن بازارها و همچنین ممکن است برای خدمت به جامعه.

اولین چالش نیاز به تحقیقات بیشتری در مورد پویایی بازارها دارد که توسط الگوریتم ها به جای سرمایه گذاران اداره می شوند. دانشمندان رایانه ، ریاضیدانان و اقتصاددانان باید با هم همکاری کنند تا بفهمند چه چیزی باعث خرابی فلش می شود و چگونه ممکن است تغییر در ساختارهای بازار از آنها جلوگیری کند. به اصطلاح ، چه "مدار شکن" ممکن است از کنترل خارج شود؟

دوم ، محققان و سیاست گذاران باید چگونگی تنظیم بازارها را ارزیابی کنند تا آنها را به هدف تقویت سرمایه گذاری واقعی اقتصادی خدمت کنند. معاملات الگوریتمی طی دو دهه گذشته عرض جغرافیایی گسترده ای داده شده است ، با این فرض که بنگاه هایی که سود کسب می کنند باید به بازار کمک کنند. تحقیقات مالی 9 نشان می دهد که ممکن است سرعت بهینه برای تجارت وجود داشته باشد که بازارهای امروز از قبل فراتر رفته اند.

منابع

1. Patterson ، S. 'معامله گران سهام پر سرعت به لیزر پرتوهای "وال استریت ژورنال" (12 فوریه 2014) روی آوردند.
2. Stiglitz ، J. E. "ضربه زدن به ترمزها: آیا بازارهای فعال کمتری برای اقتصاد ایمن تر و بهتر هستند؟"مقاله ارائه شده در کنفرانس بازارهای مالی 2014 (2014) ؛موجود در http://go. nature. com/ushstd
3. Salmon ، F. "مشکل تجارت با فرکانس بالا" رویترز (2012) ؛موجود در http://go. nature. com/ejnucsgoogle Scholar
4. Hendershott ، T. ، Jones ، C. M. & amp ؛Menkveld ، A. J. J. Finance 66 ، 1-33 (2011). Articlegoogle Scholar
5. Gerig ، A. preprint در http://arxiv. org/abs/1211. 1919 (2012).
6. جانسون ، ن. و همکاران. preprint در http://arxiv. org/abs/1202. 1448 (2012).
7. Cliff ، D. & amp ؛Northrop ، L. بازارهای مالی جهانی: چشم انداز سیستم های بسیار بزرگ در مقیاس (دفتر علوم دولت انگلستان ، 2010).
8. Wissner-Gross ، A. D. & amp ؛Freer ، C. E. Phys. Rev. E 82 ، 056104 (2010). ArticleadScasgoogle Scholar
9. Fricke ، D. & amp ؛Gerig ، A. preprint موجود در http://dx. doi. org/10. 2139/ss. 2363114 (2015).

اطلاعات نویسنده

نویسندگان و وابستگی ها

1. مارک بوچانان یک نویسنده علمی مستقر در انگلستان است. آخرین کتاب او پیش بینی شده است: چه فیزیک ، هواشناسی و علوم طبیعی می توانند در مورد اقتصاد به ما آموزش دهند. ، مارک بوچانان

1. مارک بوکانان