Innovation

Supercomputer von Morgen: Quantentechnologie verändert Finanzbranche

Neue Algorithmen sorgen für Tempo im Hochfrequenzhandel und akkurates Risikomanagement

Noch sind Quantencomputer eine Zukunftsvision. Doch es zeichnet sich bereits ab, dass die Technologie enormes Potenzial für die Finanzbranche hat: Quantencomputer berechnen hochkomplexe Problemstellungen deutlich schneller und präziser als klassische Rechner.

Mithilfe dieser Supercomputer von Morgen, die heute noch in Laboren erforscht werden, lassen sich Entwicklungen von Börsen, Konjunktur und Krisen exakter vorhersagen – und damit Risiken genauer abschätzen. Banken, Versicherer und Asset Manager erhalten so die Chance, ihr Investment Portfolio und Risikomanagement fein zu justieren.

Im Hochfrequenzhandel wird die Quantentechnologie ebenfalls für zusätzliches Tempo sorgen.

Auch die Cybersicherheit der Finanzbranche wird durch Quantencomputing gestärkt: Mithilfe neuer Algorithmen lassen sich Sicherheitslücken schließen sowie Betrugsfälle frühzeitig erkennen und vorbeugen, während die Quantenkryptografie neue, unknackbare Codes generieren und klassische, auf Primfaktorzerlegung basierende Codes sekundenschnell entschlüsseln kann.

Dr. Benjamin Jetter, KPMG Senior Manager im Bereich Financial Services, erklärt dem KPMG Digital Hub, welche Bereiche des Finanzsektors besonders von Quantencomputing profitieren werden und wie sich Banken und Versicherer jetzt für diese Entwicklungen wappnen können.

KPMG Digital Hub: Herr Jetter, nach künstlicher Intelligenz (KI) und der Blockchain gilt Quantencomputing als die neue Revolution für die Finanzbranche. Ist das eher ein Hype oder steckt mehr dahinter?

Benjamin Jetter: Es wird noch ein wenig dauern, aber die Quantenrevolution wird kommen. Die Entwicklungen der Quantentechnologie stehen im Moment dort, wo die Blockchain vor zehn Jahren und das Internet vor 30 Jahren standen. Es müssen noch passende Algorithmen für spezielle Probleme gefunden werden, die mit dem Quantencomputer gerechnet werden können.

Das Potenzial von Quantenrechnern ist enorm: Innerhalb der Finanzbranche haben wir im Portfolio- oder Risikomanagement zahlreiche Rechenschritte, die zeitaufwendig sind und große Rechenzentren benötigen, etwa um Zukunftsszenarien zu berechnen oder Aktienmärkte und Risiken für die Bank besser einschätzen zu können.

Ein Quantencomputer kann diese bislang sehr langen Rechenzeiten für hochkomplexe Problemstellungen erheblich reduzieren und verschiedene Szenarien simultan mit einer noch nie dagewesenen Präzision berechnen. Das wird dazu führen, dass Prozesse effizienter ablaufen und fundiertere Managemententscheidungen getroffen werden können.

Nach welchem Prinzip funktioniert ein Quantenrechner  im Vergleich zu einem klassischen Computer?

Im Gegensatz zu herkömmlichen Computern, die Bits mit den Positionen 0 und 1 verwenden und serielle Einzelschritte bei Rechenoperationen nacheinander abarbeiten, arbeitet der Quantencomputer mit sogenannten Quantum-Bits oder Qubits. Sie sind miteinander verknüpft und über diesen verschränkten Zustand wird sehr viel Geschwindigkeit erreicht.

Die Herausforderung besteht darin, dass mit dem Quantencomputer nicht klassische Rechenprobleme und Algorithmen berechnet werden können, sondern komplett neue Algorithmen entwickelt werden müssen. Außerdem benötigen Quantencomputer eine sehr laborhafte Umgebung mit extremen Tiefsttemperaturen sowie Spezialisten zur Installation, Programmierung und Bedienung.

Wann werden Quantencomputer marktreif sein?

Bis sich die Blockchain in der Branche wirklich etabliert hat, werden sicherlich noch weitere zehn Jahre vergehen. Ähnlich lang wird auch der Quantencomputer brauchen, um markttauglich zu werden. Die Finanzbranche kann aber schon jetzt von den Forschungserkenntnissen zu Algorithmen profitieren.

In der Quantentechnologie steckt durchaus Markt-Fantasie. Das zeigen auch die hohen Investitionen, die bereits fließen. Big Techs in den USA und China experimentieren bereits mit Quantencomputing. Auch die Politik fördert die Forschung und Entwicklung der Technologie.

Die Finanzbranche beginnt gerade, ihre Herausforderungen in die Quantenumgebung zu transferieren. Einige Banken interessieren sich bereits dafür und arbeiten gemeinsam mit Partnern an Proof of Concepts und ersten Prototypen.

Werden Quantencomputer die klassischen IT-Systeme der Finanzbranche oder die Blockchain ablösen?

Sicherlich nicht. Es wird auch in Zukunft Operationen geben, die sinnvoller über klassische Systeme laufen. Außerdem sind Quantenrechner nicht auf Algorithmen für Verbraucher ausgelegt. Man muss und kann nicht alles in die Quantenwelt transferieren.

In welchen Bereichen werden Quantencomputer die Finanzwelt verändern?

Mit Quantentechnologie können das Investment-Portfolio, das Risikomanagement und das Handelsgeschäft effektiver und zukunftsorientierter aufgestellt werden. Im Portfoliomanagement wird die Entwicklung von Anlagen anhand verschiedener Szenarien analysiert. Diese hoch komplexen Zusammenhänge mit klassischen Rechnern zu betrachten ist sehr schwierig und kostet viel Zeit. Das kann ein Quantencomputer deutlich schneller und verlässlicher.

Auch das Risikomanagement erfordert komplexe Berechnungen und simultane Analysen von Szenarien. Bei klassischen Methoden wie der Value-at-Risk-Formel (VaR) oder Monte-Carlo-Simulationen werden parallele Pfade in verschiedenen Szenarien untersucht, etwa um herauszufinden, wie sich Finanzderivate in den nächsten zehn Jahren entwickeln. Die Ergebnisse fließen dann wieder in die Risikoanalyse einer Bank ein. Die Algorithmen von Quantencomputern laufen um einiges schneller ab und liefern präzisere Vorhersagen. Je genauer ich weiß, wie sich meine Assets entwickeln, desto akkurater kann ich Rückstellungen bilden.

Im Hochfrequenzhandel geht es um Millisekunden. Dort werden laufend Datenmengen miteinander verglichen, um schnelle Kauf- und Verkaufsentscheidungen treffen zu können. Durch Quantencomputer können die Datenanalysen und Handelsabläufe wesentlich beschleunigt und die Aktivitäten anderer Händler beobachtet werden. Das sorgt für Effizienz und Einsparungen. Allerdings verschärft sich dadurch auch der Wettbewerb unter den Banken: Wenn eine die Quantentechnologie verwendet, müssen die anderen nachziehen.

Insgesamt eignen sich Quantencomputer sehr gut für umfassende und gezielte Berechnungen von Prognosen. Diese vorhersagenden Modelle können in zahlreichen Bereichen von Banken oder Versicherungen genutzt werden, etwa zur Kalkulation von Personalentwicklungen im HR-Bereich.

Wird Quantentechnologie auch zu mehr Sicherheit im Finanzsektor führen?

Ja. Die Technologie kann zur Betrugserkennung eingesetzt werden, wenn es darum geht, Muster zu erkennen oder Buchungen nachzuvollziehen, um zum Beispiel Geldwäsche vorzubeugen. Darüber hinaus kann ein Quantencomputer Cyberangriffe zeitnah erkennen und Sicherheitslücken orten, indem er Zahlenabfolgen kontinuierlich prüft.

Mithilfe von Quantenkryptologie können zufällige Zahlen zur Verschlüsselung von Informationen erzeugt werden, was mit einem klassischen Computer schwierig ist. Diese „Quanten-Codes“ sind unknackbar. Zum Teil werden diese Elemente der Quantentechnologie schon in Smartphones verwendet.

Wie kann sich die Finanzbranche auf ihren Quantensprung vorbereiten?

Finanzdienstleister sollten sich bereits jetzt mit den Entwicklungen durch Prototypen der Quantentechnologie beschäftigen, um mögliche Potenziale eines Quantencomputers für das eigene Haus zu identifizieren. Es werden bereits erste Algorithmen und Use Cases getestet und es gibt Pilotprojekte, die neue Erkenntnisse über die eigenen IT-Systeme liefern.

Banken sollten schon jetzt Cloud-Lösungen oder verfügbare Hochleistungsrechner verwenden und IT-Talente gewinnen, damit sie rasch auf das neu entstehende Quantenökosystem zugreifen und umstellen können, sobald diese Technologie durchschlägt.

Sicherheitsrisiko Quantencomputer

Unser Whitepaper „Sicherheitsrisiko Quantencomputer: Handlungsempfehlungen für die Post-Quantum-Kryptografie“ beschreibt das Bedrohungspotenzial der Quantencomputer und zeigt, wie Unternehmen sich auf die Gefahren vorbereiten können.

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Warum sollten Unternehmen das Thema Innovation aktiv steuern? Reicht es nicht, sich wie bisher einfach organisch weiterzuentwickeln oder gar dem Zufall zu überlassen? In Zeiten der digitalen Transformation ganz klar: nein.

Denn der Sog neuer Technologien, Trends und Bedürfnissen ist so stark, dass sich ihm keine Branche entziehen kann. Was heute noch Erfolg verspricht, ist morgen schon Geschichte. Um ihren Erfolg zu sichern, müssen sich Unternehmen deshalb in immer kürzeren Zeiträumen kontinuierlich neu erfinden – dies kann man nicht dem Zufall überlassen.

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