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2022-06-11
英文标题:
《Quantum Brownian oscillator for the stock market》
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作者:
Jasmina Jekni\\\'c-Dugi\\\'c, Sonja Radi\\\' c, Igor Petrovi\\\'c, Momir
  Arsenijevi\\\'c, Miroljub Dugi\\\'c
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最新提交年份:
2018
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英文摘要:
  We pursue the quantum-mechanical challenge to the efficient market hypothesis for the stock market by employing the quantum Brownian motion model. We utilize the quantum Caldeira-Leggett master equation as a possible phenomenological model for the stock-market-prices fluctuations while introducing the external harmonic field for the Brownian particle. Two quantum regimes are of particular interest: the exact regime as well as the approximate regime of the pure decoherence (\"recoilless\") limit of the Caldeira-Leggett equation. By calculating the standard deviation and the kurtosis for the particle\'s position observable, we can detect deviations of the quantum-mechanical behavior from the classical counterpart, which bases the efficient market hypothesis. By varying the damping factor, temperature as well as the oscillator\'s frequency, we are able to provide interpretation of different economic scenarios and possible situations that are not normally recognized by the efficient market hypothesis. Hence we recognize the quantum Brownian oscillator as a possibly useful model for the realistic behavior of stock prices.
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中文摘要:
我们利用量子布朗运动模型,对股票市场的有效市场假说提出量子力学挑战。我们利用量子Caldeira-Leggett master方程作为股票市场价格波动的可能现象学模型,同时引入布朗粒子的外部谐波场。有两个量子区特别令人感兴趣:卡尔德拉-莱格特方程的纯退相干(“无后坐力”)极限的精确区和近似区。通过计算可观测粒子位置的标准差和峰度,我们可以检测量子力学行为与基于有效市场假说的经典行为的偏差。通过改变阻尼因子、温度以及振荡器的频率,我们能够解释不同的经济情景和可能的情况,而这些情况通常不被有效市场假说所认识。因此,我们认识到量子布朗振子对于股票价格的现实行为可能是一个有用的模型。
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分类信息:

一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:General Finance        一般财务
分类描述:Development of general quantitative methodologies with applications in finance
通用定量方法的发展及其在金融中的应用
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一级分类:Physics        物理学
二级分类:Quantum Physics        量子物理学
分类描述:Description coming soon
描述即将到来
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2022-6-11 12:35:21
股票市场的量子布朗振荡器Jasmina Jekni'c-Dugi'ca、Sonja Radi'cb、Igor Petrovi'cc、Momir Arsenijevi'cb、Miroljub Dugi'c*博伊尼大学,科学与数学学院,Viˇsegradska 3318000 Niˇs,塞尔维亚克拉古耶瓦茨大学,科学学院,Radoja Domanovi\'ca 1234000 Kragujevac,塞尔维亚萨维亚茨维托格省98,18230 Sokobanja,SerbiaAbstractWe通过使用量子布朗运动模型来研究量子力学对股市有效市场假说的挑战。我们利用量子Caldeira-Leggett主方程作为股票市场价格波动的可能现象学模型,同时引入布朗粒子的外部谐波场。有两个量子区特别令人感兴趣:Caldeiralegett方程的纯退相干(“无后坐力”)极限的精确区和近似区。通过计算可观测粒子位置的标准偏差和峰度,我们可以检测量子力学行为与经典对应物的偏差,而经典对应物是基于有效市场假说的。通过改变阻尼因子、温度以及振荡器的频率,我们能够解释不同的经济场景和可能的情况,而这些情况通常不被有效市场假设所识别。因此,我们认识到量子布朗振子对于股票价格的现实行为可能是一个有用的模型。关键词:经济物理学、股市非理性、量子布朗运动、谐振子、厚尾现象*通讯作者:mdugic18@sbb.rs1.
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2022-6-11 12:35:24
简介回报率的高斯(所谓正态)分布的偏差是不同市场的普遍经验事实,从发达国家(如德国[1]和美国[2,3])的市场到发展中国家(如印度[4]和中国[5])。除其他外,它表现为“厚尾”以及收益概率分布的正超额峰度。在足够长的时间间隔【6-8】之后,预计该分布将收敛到标准高斯行为,从而证明了某些(希望是普遍的)规律存在于复杂的金融系统中【9-11】。肥尾偏差和正超额峭度显示非马尔可夫行为的出现,表明股票市场不满足经典布朗运动模型,这是显著有效市场假说(EMH)的特征【12】。作为一种自然而然的进步,这些尝试包括了某些量子模型[13-15],这导致了许多不同的方法和模型在定量金融领域遵循量子范式[15-23]。作为量子力学方法的一种理性,它经常被称为马尔科非理性,与EMH形成鲜明对比。行为经济学家承诺,代理人的非理性在现实股票交易中扮演着重要角色,因此,即使没有信息推动股票价格,非理性也会对股票价格的持续波动(经验上众所周知)做出重大贡献。
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2022-6-11 12:35:27
作为非理性的一个可能模型,量子力学的不确定性因此被解释为市场不确定性,驱动了相对性【18,20,22】(以及其中的参考文献)。已经使用了不同的量子模型,如势阱中的粒子【19,20】、量子阻尼振子【20】、谐波振子【21,23】、量子布朗运动【22】等。考虑到量子布朗运动可以被视为经典布朗运动的量子力学对应物,量子布朗运动尤其有趣,支持深刻的市场假说[1 2]。因此,对于值得追求的有效市场假说,有一个详细的量子力学讨论,尤其是参考文献[22]。在本文中,我们利用由著名的Caldeira Leggett(CL)ma ster方程[22,24,25]模拟的量子布朗运动。我们超越了现有的模型,因为我们引入了布朗粒子的外磁场,而另一方面,我们特别关注CL-Master方程的纯退相干(所谓的“无后坐力”)极限。消相干限值与o f-对角线项ρ(x,x′)=hx |ρ| x′i有关,这通常仍是一个悬而未决的问题[22]。与类似的方法不同,weregard将CL方程视为“唯象”主方程,这意味着我们不关心导致该方程的潜在微观物理细节。
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2022-6-11 12:35:31
相反,我们在经济物理学研究的背景下研究谐振子方程的有用性。一般来说,外部领域的出现是为了模拟外部宏观对股票市场的影响,例如中国股票市场的每日价格限制[21,22,26],或者区分英国金融时报股票交易所(FTSE)所有股票指数中的“正常”和“非正常”回报[19]。在这方面,我们认为我们的谐振子布朗粒子模型可能比自由布朗运动模型更真实。根据标准智慧,我们计算了量子调和布朗粒子的精确极限和无后坐力极限的标准偏差和峰度,并将所得结果与经典结果进行了比较。比较不仅可以得到阻尼率γ或镀液温度,还可以得到振荡器的频率ω。我们对简谐布朗粒子模型的解释也来自于类似的考虑[21,23],以及(经典)阻尼谐振子的类似模型[27],该模型被认为是EMH的可能物理基础[12]。在一定程度上,经典谐波布朗nparticle正确地建立了EMH,我们提供了一些证明市场效率的证据,以及可能有用的股票市场物理(量子力学)模型。在第2节中,我们介绍并简要讨论了该模型。在第3节中,我们提供了本文的主要结果。在第4节中,我们通过特别注意在可能的经济情景和情况下解释我们的发现,对所获得的结果进行了讨论和总结。2.
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2022-6-11 12:35:34
简谐振荡器的Caldeira-Leggett主方程在Schr¨odinger图中,一维系统的Caldeira-Leggett主方程(“密度矩阵”)为:【24,25】:d^ρ(t)dt=-i~[^H,^ρ(t)]-γ~[x,{p,ρ(t)}]-2mγkBT~[^x,[^x,^ρR(t)]]。(1) 在等式(1)中,粒子的唯一自由度是笛卡尔坐标^x,而^p代表其共轭动量;交换关系,[^x,^p]=^x^p- ^p^x=i~。系统的哈密顿量^H产生由等式(1)rhs上的第一个换向器描述的幺正动力学,而第二项和第三项分别模拟量子力学耗散和退相干(有时也称为“退相”),这两项均由非负阻尼系数γ和时间无关阻尼系数γ确定。我们用m表示系统的质量,而kb和T分别表示玻耳兹曼常数和热基温度。系统的哈密顿量(忽略La-mb位移项)^H=^T+^V=^p2m+V(^x),(2)其中,外电势^V=0描述自由布朗粒子,而^V=mω^x/2考虑频率ω和零平衡位置的外谐波粒子。方括号代表换向器,而花括号代表反换向器,{A,B}=AB+BA。在本文中,我们采用给定的、规定的方程(1),而不需要借助其微观起源的细节。这为我们提供了改变参数γ、m、T、ω–T值的自由。在CL方程(1)的微观推导中,温度高和相互作用弱的假设限制了这些变化【24,25】。对于非常大的T和/或非常大的质量m,可以近似精确的方程式(1),从而产生退相干极限(所谓的“无后坐力极限”)【25】。
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