想象一下,如果能够在下一次金融危机发生之前预测它并采取措施防止它,那会怎样?
根据世界经济论坛的一份新报告,这就是量子技术为金融业带来的机遇之一。
7月16日,世界经济论坛与埃森哲合作发布白皮书《量子技术:金融服务领导者的关键战略和机遇》,概述了量子时代金融机构在应对风险的同时所面临的机遇。报告指出,量子技术在金融领域的应用主要包括:利用量子计算进行风险建模、欺诈检测和投资组合优化;通过量子密钥分发(QKD)和量子随机数生成(QRNG)等方法实现理论上牢不可破的加密;利用量子传感提高高频交易(HFT)算法同步的精确测量功能。这份白皮书深入探讨了量子技术为金融业带来的战略要务、发展机遇与潜在风险,并提供了切实可行的行动路线图与准备指南。
报告强调,为了从量子技术中获得有意义的价值,金融机构需要超越实验和试点阶段,将战略重点放在持续研发投资、基础设施支持、公私合作、针对性教育等关键支柱上。
背景
量子技术区别于经典技术,可通过叠加态、量子纠缠和干涉等量子力学原理,在计算、通信和传感领域实现革命性性能突破。这项新兴技术在金融服务领域的应用场景非常丰富,以量子计算为例,该技术可显著提升风险建模精度、欺诈检测能力和投资组合优化水平。
量子安全通信技术通过量子密钥分发(QKD)和量子随机数生成(QRNG)等方法,理论上可实现不可破解的加密体系。与之形成互补的后量子密码学(PQC)算法,则能有效防御量子计算机攻击,为敏感金融数据构筑安全屏障。此外,量子传感技术提供的精密测量能力,可极大提升高频交易(HFT)算法的同步精度。
图:金融服务中量子技术的关键要点
在这个快速演进的技术生态中,金融服务领导者必须保持战略敏捷性与前瞻思维。量子技术整合需要分阶段实施战略规划、持续深化行业认知,并与多元利益相关方开展协作。通过积极拥抱量子技术进步,金融服务领导者将显著提升运营效率、创造更高客户价值,并增强应对新兴威胁的韧性,从而为行业长期稳定发展奠定坚实基础。
金融服务领域的全面效益
报告指出,通过展示清晰、渐进式的商业效益,量子技术有望推动金融行业的发展。
要全面理解量子技术的影响范围,需要细致考察金融服务各细分领域。如图2所示,量子技术与众多金融服务领域相互交织。通过应用量子技术,金融机构可以提供创新型高价值服务,如优化投资组合、个性化产品和超安全交易,从而吸引更多客户并增加收入;运营效率也能得到提升,例如通过量子算法实现更快更精准的欺诈检测,并改进资源密集型流程;此外,通过提供更精确的模型和模拟,量子技术有望增强企业风险管理能力,同时,后量子密码学(PQC)算法可以进一步降低风险。
图:量子技术在各金融服务领域的互联价值
量子技术在各金融服务领域的互联价值,既体现了其对不同效益领域的贡献,也呈现为具体的案例研究。最终,量子创新超越理论承诺,通过对金融服务业生态系统的直接多维影响,推动着通过抗量子密码学计划实现更高安全性。这些计划包括万事达卡对后量子加密的探索(通过量子增强的结算流程优化和欺诈检测提升运营效率)、摩根大通与QC Ware在信用风险模拟方面的合作(通过量子算法实现稳健风险建模和情景分析来增强长期韧性),以及汇丰银行在安全量子通信方面的试验。
量子计算+金融
量子计算能够高效解决高度复杂的优化、模拟和风险分析问题。随着技术成熟,金融服务机构必须积极整合量子解决方案以确保稳健的战略运营实践。最新预测显示,到2035年量子计算在金融服务业的应用可能创造高达6220亿美元的价值,最具前景的应用场景包括投资组合优化、交易策略、期权定价、风险管理和欺诈检测。
具体来说,量子算法能高效优化投资组合配置,在波动市场中实现风险最小化和收益最大化;通过增强预测分析能力,量子计算可更精准预判市场趋势和系统性风险,正如国际货币基金组织(IMF)数字专家负责人Arvinder Bharath所言:“利用量子计算模拟金融系统的连锁效应,对于预测系统性风险和防范金融危机具有不可估量的价值”;量子增强的蒙特卡洛模拟可二次加速期权定价,而算法交易领域则能实时优化策略,同步评估多场景以提升交易表现。
案例研究1:中小企业网络中的金融危机预测
金融数学的核心挑战在于识别金融机构网络中的脆弱点以防止可能影响企业和市场的危机,这对维护全球经济稳定至关重要。
作为研发计划的一部分,土耳其银行Yapı Kredi建立了识别其中小企业(SME)网络中潜在故障点的模型。发现这些故障点对避免多米诺骨牌效应(单个延迟付款可能引发关联企业间的连锁财务困境,最终导致整个金融网络的崩溃性失效)很重要,然而使用经典计算分析这些复杂网络既研发团队采用D-Wave的量子计算技术开发了创新的金融风险评估方法,高效探索了数千种可能情景并精确定位面临财务困境的企业困难又耗时。为此,
团队将模型应用于覆盖4297家企业的真实场景(网络总量超60万企业客户),传统计算需耗时数年的分析,借助他们开发的量子技术仅用7秒即可完成。未来,Yapı Kredi计划将该方法扩展至整个中小企业网络,并推广至组织其他领域。该实验证明尖端技术可帮助金融机构保护企业、缓释风险并确保长期稳定。
案例研究2:量子机器学习在金融欺诈检测中的优势
欺诈检测是金融机构面临的重大挑战,银行需要开展实时交易监控、高级算法和生物特征验证等多种活动,然而传统机器学习算法往往难以准确识别欺诈模式。
为此,意大利银行Intesa Sanpaolo将目光投向了量子计算,采用量子机器学习方法开展研究。通过分析50万笔交易数据集,研发团队降低了数据复杂度以匹配当前量子硬件能力。使用IBM量子工具后,研究发现量子模型在欺诈识别方面优于传统方法,以更少数据特征实现了更高的准确率和效率。由于量子硬件限制,Intesa Sanpaolo采用分阶段方案:从量子启发(经典硬件)解决方案起步,逐步整合量子工具与现有系统,最终在条件成熟时全面采用量子工作流。
量子传感+金融
量子传感在金融领域的应用相对有限,主要聚焦于提升高频交易算法精度的量子时钟技术,可优化市场预测和交易时机把握。该技术还能用于监控数据中心等基础设施的结构脆弱性。在ESG投资领域,量子传感器可提供高精度环境数据以强化气候风险评估,但高昂成本和技术优势的不确定性制约了其发展潜力。
相比应用明确的量子计算和量子通信,量子传感缺乏直接的金融应用场景,且需对现有IT设施进行重大改造才能整合。虽然其在市场精确性、基建安全和可持续投资方面具有长期价值,但受限于可扩展性、实施成本和短期回报不足,目前更适合作为未来技术储备而非战略重点。金融机构应保持技术跟踪,同时优先发展更成熟的量子技术。
案例研究3:金融交易的超精确时间戳
高频交易等金融交易对时间精度要求极高,每秒可发生数千笔交易。量子光学原子钟作为量子传感领域的突破性创新,其精度可达传统原子钟的百倍,这种精度可使金融机构能更准确地实时分析交易的连锁效应,对于分析高频交易在人工智能驱动的互联金融市场中的影响至关重要。
随着这些先进时钟从实验室走向商用,它们或将改变金融业的某些环节。此外,在5G、6G和人工智能等技术驱动数据量激增的背景下,光学原子钟在电信领域也日益重要,其卓越的稳定性可确保数据无缝传输,减少跨金融服务业等领域的网络拥堵。
量子安全+金融
量子安全与量子通信是确保敏感金融数据、系统和基础设施在量子时代获得长期保护的基石。CRQCs(密码相关量子计算机)的最终出现将使传统加密变得脆弱——若量子计算机强大到能破解难题,PQC可能同样面临风险。这意味着QKD和QRNG等量子原生技术可能成为唯一可证明的安全选择。金融机构必须立即行动,构建能随量子威胁演变的可适应安全框架,这对机构存续和金融系统韧性都至关重要。
PQC已具备立即采用条件,为近期安全升级提供最广泛路径;同时QRNG已可试点部署,能提升经典和量子抗性系统的熵质量。尽管QKD仍在成熟过程中,但它是量子互联网等未来基础设施的基础,现在与电信供应商共同试点开发QKD/QRNG将使企业在实用化前夜占据领先地位。
案例研究4:利用量子技术保护代币化黄金交易
汇丰银行(HSBC)正通过部署量子安全技术应对量子计算可能带来的传统加密风险。随着量子计算机发展,敏感金融数据安全面临威胁,尤其在分布式账本技术(DLT)和资产代币化领域。为此,汇丰在其支持黄金代币化计划的Orion数字资产平台中整合了先进量子技术。
该方案结合了Quantinuum提供的成熟PQC和QRNG技术。QRNG为加密密钥提供高度安全的随机性,使其更不可预测且抗攻击。此外,PQC虚拟专用网络(VPN)隧道保护分布式账本节点间通信,确保交易数据免受潜在量子威胁。在Azure网络上的测试表明,该方案在提升安全性的同时保持运行效率,对性能影响极小。
这一举措使汇丰的黄金代币化平台实现量子安全,保护交易数据并确保区块链间互操作性。该方法具有成本效益,无需对现有系统进行重大改动即可增强安全性。汇丰通过隐私设计原则主动采用量子安全技术,既符合网络安全标准和监管要求,又能通过提升代币化资产市场的效率和流动性实现额外价值。
案例研究5:量子安全基础设施计划
西班牙Banco Sabadell银行与埃森哲(Accenture)、QuSecure合作,于近期完成了为期四个月的PQC技术采用研究项目。该项目利用QuSecure软件和开源库实现加密协议现代化,重点提升密码敏捷性。借此,Banco Sabadell明确了向量子安全技术过渡的关键步骤,着重保护敏感信息和关键银行业务。
Banco Sabadell集团首席信息安全官Joan Puig表示:“此次合作使我们能探索PQC采用对银行基础设施的影响。”埃森哲量子安全专业知识和测试实验室提供了实施NIST PQC标准的路线图,而QuSecure则展示了网络层加密敏捷性如何在不干扰现有系统的情况下保护企业安全。
该计划凸显了主动应对量子计算风险的紧迫性。正如金融服务业信息共享与分析中心(FS-ISAC)强调的,发展密码敏捷性是保障量子时代数字通信安全的长期战略。Banco Sabadell的经验为全球金融机构和利益相关方提供了实用见解,证明了在预期未来密码漏洞时采用量子安全技术的可行性和重要性。
报告强调,企业应制定符合自身风险态势的量子安全战略,然后清点现有密码资产,评估量子暴露风险并应用最新PQC算法,并对照行业框架(如NIST、世界经济论坛和欧洲电信标准协会ETSI)进行基准测试,起草优先考虑PQC的战略路线图。
支撑量子+金融未来的
六大战略支柱
要充分释放量子技术在金融服务领域的潜力,需要构建一个由六大支柱支撑的协同发展体系。政策制定者、行业领袖和学术界必须通力合作,在研发投入、基础设施、公私合作、创业支持、人才培养和伦理治理等方面形成战略合力。如下图所示,这些支柱构成了推动量子技术发展的多维框架,每个领域都需要进行针对性投入与布局。
图:多方利益相关者参与的重点领域
研发层面,持续的资金支持和跨学科协作是推动技术落地的关键,英国政府2025年1.21亿英镑的量子技术投资计划就是典型范例,该计划通过资助研究中心和试点项目有效打击金融犯罪。监管沙盒机制则为技术测试提供了安全空间,既降低企业合规成本,又帮助监管框架动态完善。
基础设施建设是量子技术应用的物质基础,需要政府引导投资建设量子数据中心、安全通信网络等核心设施,同时建立统一的安全标准和互操作框架。新加坡金融管理局要求金融机构迁移至量子抗性加密系统的监管实践,展示了基础设施安全升级的紧迫性。
在公私合作维度,全球协同至关重要。目前全球多家金融监管机构已针对量子安全挑战采取积极措施,例如新加坡金融管理局(MAS)2024年2月发布公告,要求金融机构清点加密资产并优先迁移关键系统至量子抗性加密方案;欧盟委员会2024年4月向成员国发布协调推进量子安全数字基础设施建设的备忘录;G7网络安全专家组2024年11月通过了应对量子计算金融风险的统一方案;以色列央行则于2025年1月强制要求金融机构制定量子网络风险应对计划。
金融机构也积极参与各类协作计划。FS-ISAC的后量子密码工作组已发布多份指南,欧洲刑警组织量子安全金融论坛2025年2月发布了立场文件,国际清算银行(BIS)2025年2月组织的“央行与监管机构量子准备会议”更是吸引了全球40多家央行参与。
创业生态培育需要政策激励与风险共担机制,政策制定者和监管机构可通过定向激励、专业孵化器和简化的监管路径来促进初创企业成长。此外,通过拨款、公私联合投资机制或政府担保等工具降低早期项目风险,能够有效催化创新并释放长期价值。新加坡1亿新元的量子-AI专项基金和阿联酋打造金融量子中心的实践,都为初创企业提供了成长沃土。
人才缺口是当前主要瓶颈,这要求教育体系创新培养模式。金融服务业要应用量子技术,需要培养兼具金融、量子物理、工程和软件开发知识的复合型人才。为此,金融行业必须主动与教育机构合作,建立适应这一新领域的人才输送渠道。
量子技术与人工智能、网络安全等领域的交叉日益加深,跨学科技能变得更为关键。目前已有多个填补量子技能缺口的早期项目:QuantFi与QURECA合作开发的金融量子应用培训计划覆盖量化资产管理、金融工程等场景;金融科技与创业中心(CFTE)开设了量子技术专项课程;汇丰与IBM合作开展内部量子计算培训;意大利的国家量子战略包含量子方向研究生扩容和传统IT人员转训计划。正如Intesa Sanpaolo量子专家Davide Corbelletto所言:“量子技术在不同研究生课程中的普及教育,将极大推动该领域发展,特别是在应用场景最丰富的金融行业。”
随着技术发展,伦理治理变得愈发重要。斯坦福负责任量子技术中心等机构提出的治理原则强调,必须将安全、隐私和透明度嵌入技术全生命周期。IBM等企业的伦理实践表明,负责任的创新不仅能规避风险,更能增强社会信任,最终使量子技术真正造福全球金融体系。
[1]https://www.weforum.org/stories/2025/07/banking-quantum-era-fraud-detection-risk-forecasting-financial-services/
[2]https://www.weforum.org/publications/quantum-technologies-key-strategies-and-opportunities-for-financial-services-leaders/
