Banken openen de quantumcomputerbox

“Kwantumcomputers zullen snel complexe berekeningen kunnen uitvoeren”, zegt Pierre Dulon, plaatsvervangend CEO voor IT en operations bij Credit Agricole in Parijs, tijdens een presentatie op het Singapore Fintech Festival deze week. “Onze handels- en investeringsbank moet elke dag intensieve berekeningen maken.”

Als mensen aan de kwantumfysica denken – als ze er überhaupt over nadenken – denken ze waarschijnlijk niet aan banken. Ze denken misschien aan een kat in een doos.

Dit was het beroemde gedachte-experiment van Erwin Schrödinger, die een kat in een doos bedacht die levend of dood zou kunnen zijn, en wat we weten over de status van de kat zonder het deksel te openen. Het idee was om te illustreren dat de fundamentele realiteit van de natuur niet op een binaire manier kan worden gemeten, maar op een reeks waarschijnlijkheden die zijn gebaseerd op de relaties tussen objecten en waarnemers.

De kwantummechanica houdt zich bezig met de interacties tussen atomen en hun componenten, en de vreemdheid ervan heeft verhalen als katten in een doos noodzakelijk gemaakt. Maar de wetenschap verklaart natuurverschijnselen heel goed. Zo goed zelfs dat sommige wetenschappers het universum nu beschrijven als een gigantische computer.

“Als de natuur één grote universele computer is”, zegt Bob Sutor, hoofd kwantumexponent bij IBM in de VS, “dan zijn elektronen de gegevens en zijn wij de toepassingen – onze chemie, elke fysieke reactie die we hebben. De natuur zelf is de grootste computer die deze problemen kan oplossen. Kunnen we nabootsen hoe de natuur werkt als een manier van computergebruik?”

Wiskundigen en ingenieurs zijn al jaren bezig om precies dat te doen: de hardware voor kwantumcomputers ontwikkelen en de algoritmen die ze kunnen uitvoeren.

Tegenwoordig hebben we prototype-kwantumcomputers in gebruik, hoewel ze niets nuttigs kunnen doen. Nog niet. Maar dat hulpprogramma ligt om de hoek, en daarom maken banken als Credit Agricole er zo graag gebruik van.

“De omvang van de veranderingen zal groot zijn”, zegt Valerie Sauvage, managing director en hoofd IT voor Asia Pacific in Singapore. Ze houdt toezicht op een nieuw team dat gebruiksscenario's ontwikkelt voor kwantumcomputing op het gebied van risicobeheer en kapitaalmarkten.

Meer wiskundigen!

Banken kijken naar de technologie om portefeuilles te optimaliseren, complexe producten te prijzen, marktomstandigheden te simuleren en cyberbeveiliging te verbeteren.

---

---

Afgezien van het feit dat kwantumcomputers nog in de kinderschoenen staan, is het grootste obstakel waarmee banken worden geconfronteerd een gebrek aan talent.

“Kwantumcomputing heeft andere vaardigheden nodig dan traditioneel programmeren”, zegt Dulon. “Het vereist enige kennis van de kwantumfysica en een solide achtergrond in de wiskunde.” Credit Agricole wil met zulke mensen samenwerken met fintechs en universiteiten.

Natuurlijk computergebruik

Ilyas Khan, CEO van Cambridge Quantum in Groot-Brittannië, zei (nogal optimistisch): “Er is geen reden om verbijsterd te zijn over quantum computing.”

Kwantumcomputers gebruiken subatomaire deeltjes om informatie te transporteren, net zoals een klassieke computer een transistor aanstuurt om elektrische signalen te manipuleren om hetzelfde te doen. Maar een transistor en zijn erfgenaam, de microprocessor, zijn ‘gekunstelde items’, zoals Khan het uitdrukte. Het zijn menselijke constructies die bedoeld zijn om de natuur te manipuleren, en daarom zijn er grenzen. Quantum computing is gebaseerd op natuurlijke fenomenen. Het is de “echte McCoy”. Daarom kent het geen beperkingen op wat het kan berekenen, althans in theorie.

De truc is om de machines echt te laten werken.

De hardware die we vandaag de dag hebben, is gevoelig en rammelt. Fouten komen voor op het meest basale niveau van de hardware: de qubit, dat wil zeggen de quantumbit.

Bij klassiek computergebruik is een bit de meest basale informatie-eenheid, nul of één, en een byte bestaat uit duizend bits. GravFin schrijft dit op een Mac-laptop met 500 gigabyte opslagruimte. Dat zijn een heleboel enen en nullen die rond de microprocessors van de laptop vliegen. Hoe geweldig de Mac ook is, hij kan nog steeds alleen relatief eenvoudige programma's uitvoeren. Dat komt omdat de microchips “gekunstelde items” zijn en daarom beperkt.

De kwantumcomputerwereld heeft bits omgezet in qubits, oftewel kwantumbits. Deze verwerken veel meer informatie dan een bit: in plaats van nul en één meet een qubit het potentieel van een bit om één te zijn. Met andere woorden: is de kat in de doos dood of levend? De onzekerheid wordt berekend in waarschijnlijkheden in plaats van in een binaire relatie, waardoor er een enorm veld aan mogelijkheden ontstaat voor een computer.

De revolutionaire qubit

De truc is dat je, volgens de kwantummechanica, de positie van subatomaire deeltjes niet daadwerkelijk kunt observeren zonder onzinresultaten op te leveren. Met andere woorden: pogingen om de output van kwantumcomputers te monitoren hebben de neiging het systeem te laten crashen. Maar terwijl ingenieurs steeds grotere reeksen qubits bouwen, leren ze hoe ze hun kracht kunnen benutten.

John Martinis, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara, zegt dat het opschalen van het gebruik van qubits een manier is om vooruitgang te meten. Google en andere bedrijven zeggen bijvoorbeeld dat er ongeveer 1 miljoen qubits nodig zijn om de activiteiten ondanks fouten in stand te houden – met andere woorden, om softwareprogramma’s te draaien.

Op dit moment heeft de grootste kwantumcomputer slechts 64 qubits. Dat klinkt alsof de industrie nog lang niet de grens van 1 miljoen qubits heeft bereikt, maar de vooruitgang kan exponentieel zijn.

Met dat in gedachten denken experts dat er een computer van 50 miljoen qubit nodig zal zijn om de meeste encryptieprotocollen te kraken. Dat klinkt nog verder weg, maar de realiteit is dat overheden en bedrijven óf meteen een kwantum-cyberverdediging moeten ontwikkelen, óf moeten aannemen dat al hun geheimen binnen tien jaar zullen worden ontrafeld.

“Dit vertegenwoordigt een industriële revolutie waar we allemaal doorheen leven”, zei Kahn. “Deze revolutie is fundamenteler dan welke revolutie dan ook in de geschiedenis.”

Groter dan internet?

“Dit is net zo groot als de adoptie van klassieke computers in de jaren tachtig”, zegt Sauvage van Credit Agricole.

“Dit is groter”, zei Khan.

Sneller dan je denkt

Kwantumcomputing heeft niet de hype van kunstmatige intelligentie aangetrokken. Maar regeringen zoals de VS, China, Groot-Brittannië, Singapore, Duitsland en anderen streven kwantumcomputing na als nationale prioriteiten.

Ook de grootste technologiebedrijven ter wereld doen mee aan de race: Google heeft bijvoorbeeld verklaard dat het in 2029 een fouttolerante computer zal hebben. Fintechs en universiteiten proberen allerlei hardware en fysieke systemen uit. Tel dat bij elkaar op en er is nu een groeiend en divers ecosysteem.

Dit betekent dat de impact van quantum computing vóór 2029 voelbaar zal zijn. Kahn vergelijkt de situatie van vandaag met de introductie van de eerste mobiele telefoons, die groot en onhandig waren en slechts door een paar rijke mensen werden gebruikt. Maar die early adopters waren de drijvende kracht achter innovatie. Op dezelfde manier bestond het internet als obscure domeinen onder wetenschaps- en defensieonderzoekslaboratoria voordat het World Wide Web het samenvoegde zodat het gecommercialiseerd kon worden.

Het World Wide Web was een vroeg voorbeeld van open-sourceontwikkeling, waardoor het internet toegankelijk werd voor iedereen met een computer en een modem. Hetzelfde gebeurt nu al met quantum computing: IBM exploiteert een 25-qubit quantumcomputer in de cloud, zodat iedereen de hardware online kan gebruiken.

Van cyber tot AI

Deskundigen zijn het erover eens dat quantum computing op het punt staat de cyberveiligheid te gaan beïnvloeden. Binnen vijf jaar zal het worden gebruikt om grote vraagstukken in de scheikunde te beantwoorden. Het vermogen om scenario's en optimalisaties te berekenen zal het risicobeheer op financieel en ander gebied beginnen te verbeteren.

De grootste impact zal echter de toepassing van quantum computing in kunstmatige intelligentie zijn.

“Je kunt AI en machine learning niet overslaan als je quantum wilt”, zegt Sutor van IBM. “Diep van binnen is AI allemaal wiskunde; het zijn zware berekeningen. Quantum zal ons in staat stellen dit sneller te doen voor AI, zodat we betere patronen en betere inzichten kunnen vinden.”

In de wereld van de financiële dienstverlening is bijvoorbeeld ‘verklaarbaarheid’ een grote zorg over AI. Een neuraal netwerk levert resultaten op die mensen niet kunnen begrijpen, zelfs als de output werkt.

Dit is echter een probleem voor de sector. Handelsdesks moeten hun strategieën uitleggen, beleggers moeten hun portefeuilles uitleggen, en kredietfunctionarissen moeten uitleggen waarom ze een leningaanvraag hebben goedgekeurd of afgewezen (inclusief redenen van menselijke vooringenomenheid die in de codering worden ingebakken). Quantum computing heeft de kracht om de mysteries van machinaal leren te ontrafelen.

Kunnen we het deze keer beter doen?

Van encryptie tot verklaarbaarheid zal quantum computing echter vergelijkbare vragen oproepen over ethiek en goed bestuur – vragen die genegeerd werden tijdens de opkomst van het klassieke computergebruik en het internet. Daarom worden we overspoeld met deep fakes, vijandige netwerken, datalekken en dataverzameling door grote technologieplatforms.

“In de jaren negentig sliepen we achter het stuur”, zegt Khan van Cambridge Quantum. “Wij betalen vandaag de prijs. We moeten er nu over beginnen te praten.”

De toestand van quantum computing lijkt daarom veel op de kat in de doos van Schrödinger. Zal het een kracht van het goede zijn – of een bedreiging? We kunnen het deksel niet optillen om te zien, en dus is het antwoord een waarschijnlijkheidsveld. Het is van cruciaal belang dat banken, en andere organisaties, zich voorbereiden op de veranderingen die op stapel staan, idealiter in samenwerking met toezichthouders en het publiek.

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