Predicting fluctuations in Tehran Stock Exchange indices through a Harmonic Quantum Oscillator model

Document Type : Original Article

Authors

1 Ph.D. Candidate in Accounting, Faculty of Economics and Accounting, Islamic Azad University, South Tehran Branch, Tehran, Iran

2 Department of Accounting, Islamic Azad University, South of Tehran Branch, Tehran, Iran (Corresponding Author).

3 Prof, Department of Physics, Islamic Azad University, Firoozkooh Branch, Tehran, Iran

4 Assistant Prof, Department of Economic Sciences, Faculty of Economics and Accounting, Islamic Azad University, Central Tehran Branch, Tehran, Iran

5 Assistant Prof, Department of Accounting, Faculty of Economics and Accounting, Islamic Azad University, South Tehran Branch, Tehran, Iran

10.22034/iaar.2023.172754

Abstract

Fluctuation Forecasting has always been one of the most important issues in financial markets and has attracted the attention of many academic researchers and activists and investors in financial and Capital markets in the past few decades. In the present study, the fluctuation of Total index and Dividend and Price index of the Tehran Stock Exchange were predicted using a harmonic quantum oscillator model. Monthly data of logarithmic return of total index and Dividend and Price index were collected and calculated in the period of April 2012 to March 2021 as a time series. In terms of purpose, this research is applied and in terms of its nature, it is part of descriptive-analytical studies. In order to implement the harmonic quantum oscillator model, the probability density function and the Fokker -Plank function were used and the prediction results were also compared with the random geometric Brownian motion model. In total, six hypotheses were examined based on the ratio of the Mean Absolute Percentage Error. The results of the hypotheses showed that in the total index of the stock exchange, the Harmonic Quantum Oscillator model for short-term (24 months), medium-term (48 to 72 months) and long-term (96 to 120 months) time periods compared to the geometric Brownian motion model. It has higher accuracy in predicting fluctuations. However, in the Dividend and Price index, this efficiency was observed only during short-term periods of 24 months and medium-term periods of 48 to 72 months, and for the long-term period of 96 to 120 months, the Harmonic Quantum Oscillator model cannot be considered a suitable approach for predicting fluctuations.

Keywords

References

  1. بهجت، سحر؛ زارع، هاشم؛ رضایی، لادن.(1398)." یک الگوی نوسان­گر غیرکلاسیک در بازار سهام برای چند شرکت منتخب: رهیافتی از مکانیک کوانتوم"، فصل‌نامه دانش مالی تحلیل اوراق بهادار، سال دوازدهم، شماره چهل و سوم، ص 71-59.
  2. حمیدیان، محسن؛ بوستانی، سارا؛ مشهدی قره قیه، هادی .(1398). "پیش‌بینی بازده منفی سهام شرکت‎های پذیرفته شده در بازار سرمایه ایران"، فصل‌نامه تصمیم‌گیری و تحقیق در عملیات، دوره 4، شماره 2، ص 11-1.
  3. دولو، مریم؛ ورزیده، علیرضا .(1399)." پیش‌بینی شاخص کل بورس اوراق بهادار تهران با استفاده از مدل حرکت براونی هندسی"، فصل‌نامه دانش مالی تحلیل اوراق بهادار، سال سیزدهم، شماره 46، ص 208-193.
  4. راستین­فر، علی؛ همت­فر، علی .(1399)." مدل‌سازی و پیش‌بینی نوسانات بازار سهام با استفاده از تر کیب شبکه عصبی و الگوهای واریانس شرطی"، فصل‌نامه مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، شماره 43، ص 473-451.
  5. شریعت­پناهی، مجید؛ بیاتی، مصطفی .(1385). "بررسی رابطه تورم و شاخص قیمت سهام و شاخص بازده نقدی قیمت سهام بورس اوراق بهادار تهران"، فصل‌نامه مطالعات تجربی حسابداری مالی، دوره 4، شماره 13، ص 16-1.
  6. فدایی نژاد، محمد اسماعیل؛ حسن نژاد، محمد.(1391). "پیش‌بینی بازده بورس اوراق بهادار تهران با استفاده از مدل‌های میانگین متحرک (MA) و میانگین متحرک با ورودی های خارجی(MAX)"، فصل‌نامه تحقیقات حسابداری و حسابرسی، انجمن حسابداری ایران، دوره 4، شماره16، ص16-37.
  7. کرمانشاه، مهدیه.(1393).مردم در دنیای کوانتومی بورس، دنیای اقتصاد، شماره3203.
  8. مرزبان، حسین؛ منتخب، افشین؛ خواجوی، شکرالله؛ صمدی، علی حسین ؛ زارع، هاشم .(1392). "رهیافتی از اقتصاد فیزیک در بازار سهام ایران"، فصل‌نامه پژوهش­ها و سیاست­های اقتصادی، سال بیست و یکم، شماره 65، ص 200-183.
  9. مکیان، سیدنظام‌الدین؛ موسوی، فاطمه السادات .(1391). "پیش بینی قیمت سهام شرکت فرآورده های نفتی پارس با استفاده از شبکه عصبی و روش رگرسیونی: مطالعه موردی: قیمت سهام شرکت فرآورده های نفتی پارس"، مدل‌سازی اقتصادی، دوره 6، شماره 2، ص 121-105.
  10. نبوی چاشمی، سیدعلی ؛ مختاری نژاد، ماریه. (1395). "مقایسه مدل­های حرکت براونی و براونی کسری و گارچ در برآورد نوسانات بازده سهام"، مهندسی مالی و مدیریت اوراق بهادار، دوره 7، شماره 29، ص 44-25.
  11. نیسی، عبدالساده ؛ پیمانی، مسلم .(1393). "مدل‌سازی شاخص کل بورس اوراق بهادار تهران با استفاده از معادله دیفرانسیل تصادفی هستون"، فصل‌نامه پژوهشنامه اقتصادی، دوره 14، شماره 53، ص 166-143.
  12. Ahn, K., Choi, M.,, Dai, B., Sohn, S., & Yang, B. (2018). “Modeling stock return distributions with a quantum harmonic oscillator”, The journal of EPL (Europhysics Letters), 120(3), 1-8.
  13. Lee, R.,, T. (2020). “Quantum Finance: Intelligent Forecast and Trading Systems, Division of Science and Technology”. Beijing Normal University-Hong Kong, E-book.
  14. Lopez de Prado, M. (2016). “Building Diversified Portfolios that Outperform Out-of-Sample”. The Journal of Portfolio Management, 42(4), 59-69.
  15. Lopez Garcia, M.,, N., & Ramos Requena, J., P. (2019). “ Different methodologies and uses of the Hurst exponent in econophysics”. The Journal of Estudios de Economía Aplicada, 37(2), 96-108.
  16. Meng, X., Zhang, J.,, Xu, J., & Guo, H. (2015). “Quantum spatial-periodic harmonic model for daily price-limited stock markets”. The Journal of Preprint submitted to Physica A, 438 (C), 154-160.
  17. Nastasiuk, V. (2015). “Fisher information and quantum mechanical models for finance”. The Journal of Preprint submitted to Physics Letters A , 1-5.
  18. Ohwadua, O.,, & Ogunfiditimi, F.,O. (2018). “A Quantum Finance Model for Technical Analysis in the Stock Market”. International Journal of Engineering Inventions, 7(2), 7-12.
  19. Orus, R., Mugel, S., & Lizaso, (2019). “Quantum computing for finance: overview and prospects”. The Journal of Reviews in Physics, 4, 1-13.
  20. Tarasov, V., (2020). “Fractional econophysics: Market price dynamics with memory effects. The Journal of Physica A: Statistical Mechanics and its Applications”, Published by Elsevier, 557 (1), 1-33.
  21. Zee, A. (2011). “Quantum Field Theory in a Nutshell. Princeton Princeton”, University Press, 2nd edition.
  22. Zhang, C., & Huang, L. (2010). “A quantum model for the stock market”. The Journal of Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 389(24), 5769–5775.
Accounting and Auditing Research
Volume 15, Issue 57
April 2023
Pages 89-110

Files

Share

How to cite

Statistics