Banken öffnen die Quantencomputer-Box

„Quantencomputer werden in der Lage sein, komplexe Berechnungen schnell durchzuführen“, sagte Pierre Dulon, stellvertretender CEO für I.T. und Operations bei Credit Agricole in Paris, die diese Woche auf dem Singapore Fintech Festival präsentiert werden. „Unsere Geschäfts- und Investmentbank muss jeden Tag intensive Berechnungen anstellen.“

Wenn Menschen über Quantenphysik nachdenken – wenn sie überhaupt darüber nachdenken – denken sie wahrscheinlich nicht an Banken. Sie könnten an eine Katze in einer Kiste denken.

Dies war das berühmte Gedankenexperiment von Erwin Schrödinger, der sich eine Katze in einer Kiste vorstellte, die leben oder tot sein könnte, und was wir über den Zustand der Katze wissen, ohne den Deckel zu öffnen. Die Idee bestand darin, zu veranschaulichen, dass die grundlegende Realität der Natur nicht binär gemessen werden kann, sondern eine Reihe von Wahrscheinlichkeiten, die auf den Beziehungen zwischen Objekten und Beobachtern basieren.

Die Quantenmechanik befasst sich mit den Wechselwirkungen von Atomen und ihren Komponenten, und ihre Seltsamkeit hat Geschichten wie Katzen in einer Kiste erforderlich gemacht. Aber die Wissenschaft erklärt Naturphänomene sehr gut. So gut, dass einige Wissenschaftler das Universum mittlerweile als einen riesigen Computer beschreiben.

„Wenn die Natur ein großer Universalcomputer ist“, sagte Bob Sutor, Chef-Quantenexperte bei IBM in den USA, „dann sind Elektronen die Daten und die Anwendungen sind wir – unsere Chemie, jede physikalische Reaktion, die wir haben.“ Die Natur selbst ist der größte Computer, der diese lösen kann. Können wir nachahmen, wie die Natur als Rechenmethode funktioniert?“

Mathematiker und Ingenieure arbeiten seit Jahren genau daran: die Hardware für Quantencomputer und die Algorithmen zu entwickeln, die sie ausführen können.

Heute haben wir Prototypen von Quantencomputern im Einsatz, die allerdings nichts Nützliches leisten können. Noch nicht. Aber dieser Nutzen steht vor der Tür, weshalb Banken wie Credit Agricole so daran interessiert sind, ihn zu nutzen.

„Das Ausmaß der Veränderungen wird enorm sein“, sagte Valerie Sauvage, Geschäftsführerin und Leiterin der IT-Abteilung. für Asien-Pazifik in Singapur. Sie leitet ein neues Team, das Anwendungsfälle für Quantencomputing im Risikomanagement und auf den Kapitalmärkten entwickelt.

Mehr Mathematiker!

Banken prüfen die Technologie, um Portfolios zu optimieren, komplexe Produkte zu bewerten, Marktbedingungen zu simulieren und die Cybersicherheit zu verbessern.

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Abgesehen von der Tatsache, dass Quantencomputer noch in den Kinderschuhen stecken, ist die größte Hürde für Banken der Mangel an Talenten.

„Quantencomputing erfordert andere Fähigkeiten als die herkömmliche Programmierung“, sagte Dulon. „Es erfordert einige Kenntnisse der Quantenphysik und einen soliden Hintergrund in Mathematik.“ Credit Agricole ist auf der Suche nach Partnerschaften mit Fintechs und Universitäten mit solchen Leuten.

Rechnen auf natürliche Weise

Ilyas Khan, CEO von Cambridge Quantum in Großbritannien, sagte (eher optimistisch): „Es gibt keinen Grund, sich vom Quantencomputing verwirren zu lassen.“

Quantencomputer verwenden subatomare Teilchen, um Informationen zu übertragen, genau wie ein klassischer Computer einen Transistor betreibt, um elektrische Signale zu manipulieren, um dasselbe zu tun. Aber ein Transistor und sein Nachfolger, der Mikroprozessor, sind „künstliche Gegenstände“, wie Khan es ausdrückte. Es handelt sich um menschliche Erfindungen, die dazu dienen, die Natur zu manipulieren, und daher sind ihnen Grenzen gesetzt. Quantencomputing basiert auf natürlichen Phänomenen. Es ist der „echte McCoy“. Daher gibt es zumindest theoretisch keine Einschränkungen hinsichtlich der Berechnungsmöglichkeiten.

Der Trick besteht darin, die Maschinen tatsächlich zum Laufen zu bringen.

Die Hardware, die wir heute haben, ist empfindlich und klingelt. Fehler treten auf der grundlegendsten Ebene der Hardware auf: dem Qubit, also dem Quantenbit.

Beim klassischen Rechnen ist ein Bit die grundlegendste Informationseinheit, entweder Null oder Eins, und ein Byte besteht aus tausend Bits. DigFin schreibe dies auf einem Mac-Laptop mit 500 Gigabyte Speicher. Das sind viele Einsen und Nullen, die durch die Mikroprozessoren des Laptops schwirren. So erstaunlich der Mac auch ist, er kann immer noch nur relativ einfache Programme ausführen. Das liegt daran, dass es sich bei den Mikrochips um „künstliche Gegenstände“ handelt und sie daher begrenzt sind.

Die Quantencomputerwelt hat Bits in Qubits oder Quantenbits verwandelt. Diese verarbeiten weitaus mehr Informationen als ein Bit: Anstelle von Null und Eins misst ein Qubit das Potenzial eines Bits, eines davon zu sein – mit anderen Worten: Ist die Katze in der Kiste tot oder lebendig? Die Unsicherheit wird in Wahrscheinlichkeiten und nicht in einer binären Beziehung berechnet, wodurch ein riesiges Feld an Möglichkeiten entsteht, das ein Computer verarbeiten kann.

Das revolutionäre Qubit

Der Trick besteht darin, dass man gemäß der Quantenmechanik die Position subatomarer Teilchen nicht wirklich beobachten kann, ohne unsinnige Ergebnisse zu liefern. Mit anderen Worten: Der Versuch, die Ausgabe von Quantencomputern zu überwachen, führt tendenziell zum Absturz des Systems. Doch während Ingenieure immer größere Qubit-Anordnungen bauen, lernen sie, wie sie deren Leistung nutzen können.

John Martinis, Professor für Physik an der University of California in Santa Barbara, sagt, die Skalierung des Einsatzes von Qubits sei eine Möglichkeit, Fortschritte zu messen. Beispielsweise sagen Google und andere Unternehmen, dass etwa 1 Million Qubits benötigt werden, um trotz Fehlern den Betrieb aufrechtzuerhalten – also Softwareprogramme auszuführen.

Derzeit verfügt der größte Quantencomputer nur über 64 Qubits. Das hört sich so an, als ob die Branche weit davon entfernt ist, 1 Million Qubits zu erreichen, aber der Fortschritt könnte exponentiell sein.

Vor diesem Hintergrund gehen Experten davon aus, dass zum Knacken der meisten Verschlüsselungsprotokolle ein 50-Millionen-Qubit-Computer erforderlich sein wird. Das klingt noch weiter weg, aber die Realität ist, dass Regierungen und Unternehmen entweder sofort Quanten-Cyber-Abwehrmaßnahmen entwickeln oder davon ausgehen müssen, dass alle ihre Geheimnisse in nur zehn Jahren gelüftet werden.

„Dies stellt eine industrielle Revolution dar, die wir alle erleben“, sagte Kahn. „Diese Revolution ist grundlegender als jede andere in der Geschichte.“

Größer als das Internet?

„Das ist so groß wie die Einführung klassischer Computer in den 1980er Jahren“, sagte Sauvage von Credit Agricole.

„Das ist größer“, sagte Khan.

Früher als Sie denken

Quantencomputing hat nicht den Hype um künstliche Intelligenz hervorgerufen. Aber Regierungen wie die USA, China, Großbritannien, Singapur, Deutschland und andere verfolgen Quantencomputing als nationale Priorität.

Auch die größten Technologiekonzerne der Welt sind im Rennen: Google etwa hat angekündigt, bis 2029 einen fehlertoleranten Computer am Laufen zu haben. Fintechs und Universitäten erproben unterschiedliche Hardware und physikalische Systeme. Wenn man alles zusammenrechnet, entsteht nun ein wachsendes und vielfältiges Ökosystem.

Das bedeutet, dass die Auswirkungen des Quantencomputings noch vor 2029 spürbar sein werden. Kahn vergleicht die heutige Situation mit der Einführung der ersten Mobiltelefone, die groß und klobig waren und nur von wenigen reichen Leuten genutzt wurden. Aber diese Early Adopters trieben Innovationen voran. Ebenso existierte das Internet als obskurer Bereich zwischen Wissenschafts- und Verteidigungsforschungslabors, bevor das World Wide Web es zusammenfügte, damit es kommerzialisiert werden konnte.

Das World Wide Web war ein frühes Beispiel für Open-Source-Entwicklung, das das Internet für jeden mit einem Computer und einem Modem zugänglich machte. Das Gleiche passiert bereits beim Quantencomputing: IBM betreibt einen 25-Qubit-Quantencomputer in der Cloud, sodass jeder die Hardware online nutzen kann.

Von Cyber ​​bis K.I.

Experten sind sich einig, dass Quantencomputer bald beginnen werden, Einfluss auf die Cybersicherheit zu nehmen. Innerhalb von fünf Jahren sollen damit große Fragen der Chemie bearbeitet werden. Seine Fähigkeit, Szenarien und Optimierungen zu berechnen, wird das Risikomanagement im Finanzwesen und anderen Bereichen verbessern.

Die größte Auswirkung wird jedoch die Einführung von Quantencomputern in der künstlichen Intelligenz sein.

„Man kann die KI nicht außer Acht lassen. und maschinelles Lernen, wenn Sie Quanten wollen“, sagte Sutor von IBM. „Tief im Inneren ist die gesamte K.I. ist Mathematik; Es sind schwere Berechnungen. Quantum wird es uns ermöglichen, dies für die KI schneller zu tun. So können wir bessere Muster und bessere Erkenntnisse finden.“

In der Finanzdienstleistungswelt gibt es beispielsweise große Bedenken hinsichtlich der KI. ist „Erklärbarkeit“. Ein neuronales Netzwerk liefert Ergebnisse, die Menschen nicht verstehen können, selbst wenn die Ausgabe funktioniert.

Dies ist jedoch ein Problem für die Branche. Handelsabteilungen müssen ihre Strategien erläutern, Anleger müssen ihre Portfolios erläutern und Kreditsachbearbeiter müssen erklären, warum sie einen Kreditantrag genehmigt oder abgelehnt haben (einschließlich der Gründe menschlicher Voreingenommenheit, die in die Kodierung eingeflossen sind). Quantencomputing hat die Macht, die Geheimnisse des maschinellen Lernens zu lüften.

Können wir es dieses Mal besser machen?

Von der Verschlüsselung bis zur Erklärbarkeit wird das Quantencomputing jedoch ähnliche Fragen zu Ethik und guter Regierungsführung aufwerfen – Fragen, die beim Aufstieg der klassischen Informatik und des Internets ignoriert wurden, weshalb wir mit Deep Fakes, gegnerischen Netzwerken, Datenschutzverletzungen usw. überschwemmt werden Datenerfassung durch große Technologieplattformen.

„Wir haben in den 1990er Jahren am Steuer geschlafen“, sagte Khan von Cambridge Quantum. „Wir zahlen heute den Preis. Wir müssen jetzt anfangen, darüber zu reden.“

Der Stand des Quantencomputings ähnelt daher Schrödingers Katze in der Kiste. Wird es eine Kraft des Guten sein – oder eine Bedrohung? Wir können den Deckel nicht öffnen, um etwas zu sehen, und daher ist die Antwort ein Wahrscheinlichkeitsfeld. Es ist wichtig, dass sich Banken und andere Organisationen auf alle bevorstehenden Veränderungen vorbereiten, idealerweise in Zusammenarbeit mit den Aufsichtsbehörden und der Öffentlichkeit.

Quelle: https://www.digfingroup.com/banks-quantum-computing/