量子技术是金融科技的终极形态吗?

2020-10-23 07:24

中共中央政治局10月16日就量子科技研究和应用前景举行了第二十四次集体学习。习近平总书记指出,量子科技发展具有重大科学意义和战略价值,是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新,将引领新一轮科技革命和产业变革方向,应当充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局。目前,对于量子技术这一未来金融科技,对金融、货币和监管的前期冲击和后期变革等整体影响问题缺乏研究,亟需从宏观角度多维度地探讨量子技术对金融可能产生的影响与挑战,以及如何应对潜在的冲击与变革。


教育部长江学者特聘教授,中国人民大学区块链研究院执行院长、未来法治研究院研究员杨东认为,金融的发展就是金融市场与新兴技术不断交织、相互促进的过程,而量子技术作为未来可期的前沿技术,其发展势必将对金融行业的产生前期冲击和变革,但量子技术的进步会为数字经济时代带来新的生产工具,而金融行业应当是新生产工具广泛应用的极大受益者之一。



量子技术将给金融科技产业带来哪些新变化?

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量子加密通信增进金融业信息传输安全。随着各类新兴技术的不断发展,网络信息攻击手段呈现出广泛化、多样化和隐蔽化的趋势,量子加密通信所采取的一次一密的信道加密举措极大程度地提高了金融信息传输的安全性;

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量子计算保障智能金融发展。量子计算的算力远超现有的超级计算机,不仅能提升金融服务的智能化水平和响应速度,也能提升金融服务的精密度与准确度,从而根本改造基于工业经济的金融模式、金融机制和金融业态,实现金融业的彻底转型和升级;

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量子技术助力实现金融监管的根本重构。量子计算的推出可以实质性提高算力,由此提升监管科技能力,助力国家治理能力和体系现代化;

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区块链由于量子计算成熟而出现难以弥补的缺陷,可能导致区块链作为信用基础和金融基础设施的理论基础受到冲击,应当保持审慎乐观的态度,从长远看量子运算可能产生的挑战,并逐步做好迎接冲击的准备;

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若依靠量子运算提供算力成为主流,当前加密货币的诸多安全性前提都会被颠覆,金融市场或许会拥抱一种更为先进的货币形态,最终导致人类社会过渡到量子货币的时代。

更多精彩观点

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智能金融:量子技术升级再造金融信息体系


金融科技(Fintech)的迅猛发展,正全方位地影响和改变着社会经济与金融业态及其组织结构。20世纪80年代以来特别是新时代以来,信息技术、数字技术开始渗透到人类金融经济生活的各个方面,改变了人们储蓄、理财、投资、金融消费的方式,全面推动全球金融科技创新的发展。以金融功能及其本质考察,金融行业实质上就是信息产业,通过生产、汇集、处理数据和信息构建金融信息体系,维持金融风险可控,保障金融市场的正常运转。而运用各类信息科技对金融业务进行信息化改造,不仅可以极大提高运行效率,也对金融整体业的经济效益和社会效益有巨大贡献。

随着现代信息技术在我国金融领域的普及,信息化已成为支撑和促进金融业稳定快速发展的重要基础,而信息化水平亦成为评估金融业竞争力的关键因素。数字经济时代,金融信息呈现指数级增长的业态呼应着金融数字化的时代需求。金融模式的高速衍变促进了金融市场的活跃与开放,但同时产生各类亟待管控的金融风险。随着金融信息化、数字化进程的不断推进,利用互联网等优势技术促使各类金融交易脱媒的金融科技体系逐步完善,互联网下金融信用交易的风险问题更突出表现为金融信息不对称,这也体现出数字经济背景下金融信息的重要性。

量子技术的发展将为金融信息体系、数字金融体系的进一步完善提供有力技术支撑。信息金融的便捷性、准确性、多功能性和高效率在对金融业产生革命性影响的同时,也对金融信息化、金融信息体系提出了更高的要求。

一方面,大数据、云计算、人工智能、区块链等新兴科技拓宽了传统的金融信息体系,而新体系构建导致新的金融信息安全风险出现,包括各类金融信息系统、数据库的安全性问题。

另一方面,随着金融业务的电商化、平台化,金融信息数据体量更加庞大、复杂,在摩尔定律可能趋于失效的背景下,经典计算的能力在未来将达到一定瓶颈。换言之,经典计算机算力能否始终满足金融市场的客观需求,或是未知之数。

在此背景下,量子技术凭借其安全性、高效率、抗干扰能力等特征而备受瞩目,成为升级再造金融信息体系的最佳技术选择之一。


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量子加密通信增进金融业信息传输安全

金融业信息体系架构的核心环节始终是信息传输。随着信息化、智能化、数字化金融创新的快速发展,金融信息传输的客观需求急剧上升。在数字经济时代下,金融业各机构必须处理纷繁复杂而多元的金融信息传输的安全、稳定、保密等问题。同时,金融数据作为金融犯罪的惯常目标,而一旦金融数据遭到泄露或破坏,甚至难以保障金融信息传输的安全性,那么整个金融体系将发生系统性风险。习近平总书记曾强调过:“网络安全和信息化是相辅相成的,安全是发展的前提,发展是安全的保障,安全和发展要同步推进”。金融业信息传输会随着时代的发展而愈发严格,这在客观上要求能够保障金融信息安全可靠传输的新型技术手段出现。

量子通信,是指以光子、原子等微观粒子的量子态为信息编码载体,并依据量子纠缠效应实现信息传输的一种新型通信方式。量子通信技术可分量子隐性传态(Quantum Teleportation)和量子密钥分发(Quantum Key Distribution)。

量子密钥分发侧重于利用量子状态在建立通信双方之间构建经典信道的关联,即通过量子分发密钥进而建立经典信道关联,最终实现经典意义上的密码通信;

量子隐性传态是指完全利用量子信道来传送和处理量子信息的一项技术手段,也被称为量子安全直接通信。

以量子密钥分发为基础的量子密码技术已成为量子通信实践中的主流做法。量子通信在信息传输方式上援用传统模式,通过密钥将信息加密后传输给接收方,以量子所具有的不确定性、不可克隆等特征保障信息安全传递;当有窃听者对信道中传输的光子进行窃听时,会被合法的收发双方通过一定的校验步骤发现。近年来,基于量子密钥分发实现加密通信的量子密码技术发展迅速,已经开始初步探索金融关键数据的加密传输方案。基于量子密钥分发技术,一次一密的实时动态密钥得以形成,而这一加密模式的安全性已经获得数学上的严格证明,攻击者所使用的攻击手段会破坏量子态,引起量子态坍塌,在接受密文时就可察觉到攻击行为,从而尽早观测到数据暴露的可能性,以便于及时提供救济。

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量子计算保障智能金融发展

“智能金融”这一概念在国务院2017年发布的《新一代人工智能发展规划》中明确提出。其主要体现为金融领域与人工智能的结合,即通过引入人工智能对金融相关产业进行产业智能化升级。其范围涵盖银行业、证券业、保险业等多个领域,实质为通过引入人工智能等新兴技术进行产业升级。常见的智能金融包括智能投顾、智能定价、智能风控等多个方面。

金融行业的关键数据分析需求和分析精准度需求远高于其他行业。智能金融依靠人工智能得出结论,而人工智能的优劣与否主要取决于数据、算法、硬件算力这三个维度,在数据被愈发重视的当下,若硬件算力无法满足分析海量数据的需求,便会制约智能金融的深度发展。金融业最具信息密集型特征汇集海量最有价值的数据,除了用户消费者的核心隐私数据还通过各个维度的数据挖掘价值,包括丰富个人画像等各类信息。金融科技的全面深度发展必然要求分析个人所需的数据量越来越大,从而使得人工智能模型算法更加复杂,数据训练的工作量也越来越大。但是如果硬件算力不能得到根本性突破,智能金融的发展无疑面临算力这一最大瓶颈。

量子计算的算力远超现有的超级计算机,其应用一方面能够根本提升金融服务的智能化水平和响应速度,另一方面也能根本提升金融服务的精密度与准确度,从而根本改造基于工业经济的金融模式、金融机制和金融业态,实现金融业的彻底转型和升级,这可能是金融科技的未来。当前,在反欺诈、支付清算等领域,金融企业智能设备的响应速度与精准程度直接关乎自身与客户的资金安全和使用体验。同时,在智能放贷、风险投资等领域,当前商业银行、投资银行等所采用的人工智能模型虽取得了初步的成效,但基本上处于起步阶段,还不能说是智能,有点名不副实。要将放贷金额和申请人的金融消费能力,即将资产端和资金端合理匹配风险控制,这种智能匹配方式和模型需要更加庞大和多维的数据予以支撑,也需要升级硬件计算能力予以保障。

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监管科技 :量子技术助力实现金融监管的根本重构

现行的金融立法旨在提升金融违法违规成本,进而整治金融市场的各类乱象,有效控制金融风险,然而这一设想也需要通过实际应用从而落在实处。我国金融监管的层级化模式和复杂的权力配置体系,也导致金融监管在实际落地时并不能臻于完美,也存在一系列的“灯下黑”问题。从金融风险规制逻辑上看,其逻辑进路逐渐从对引起投资者收益不确定性的要素之规制转化为对投融资者间的信息不对称问题的规制。研判具备信息优势的融资者对处于信息劣势的投资者及其收益的影响,已成为互联网时代金融风险规制的一项重要内容。

金融业是通过管控和利用金融风险来获得收益的行业,一旦消除了金融风险,则从业人员难以通过经营风险、规避风险进而获取利润,也就实施上阻滞了金融业自身发展。现代的金融监管模式并不完全排斥金融风险,而是希望通过建立适当的体制机制来防范和化解重大金融风险的集聚与爆发,对金融风险的可能损失进行控制,使其被容纳于预设的范围之内。在后疫情时代,数字化进程突飞猛进,与此同时金融行业的信息化、数字化也加速推进,个人隐私和金融数据日渐成为金融风险防范和管控的核心。金融业的信息不对称问题日益严重,不仅仅是消费者在面对金融机构的信息获取越来越困难,监管部门亦难以及时获取、无法实时利用所获取的金融数据,当然也无法有效保护个人隐私和数据。

监管科技强调监管部门实现以数据驱动为核心的金融监管,形成实时、动态、透明的现代化监管体系。通过运用新技术集群,为高效率、低成本的全方位、全过程监管提供了可能。特别是内嵌了区块链技术的“以链治链”型的有机监管路径,更是为监管科技的未来发展指出了可行道路。监管科技的精准度抑或是效率都需要依靠高规格的算力予以实现,当前各政府部门能够提供的算力有限,难以满足完全意义上的监管科技需要,因此量子计算的推出可以实质性提高算力,由此提升监管科技能力,助力国家治理能力和体系现代化。

同时,量子技术推动政府数据联通共享,提高联袂监管的精准度与效率。由于传统的监管机制难以克服因横幅组织机构层级过多、行政链条过长导致的政府间数据传递受阻、不流畅的问题,导致金融监管的整体性受阻。这一传统金融领域的“灯下黑”问题其症结在于政府间数据流通壁垒,而量子技术则是消除这一壁垒的良药。以区块链作为底层技术核心架构,加之分布式账本技术、智能合约和P2P网络技术建立的共识机制需要借力量子技术的超高速算力、隐形传态、远距离通信等特质加以落实,进而实现多级政府组织结构下的政府间数据实时共享。


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量子货币:货币发展的终极形态?


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量子运算对区块链的冲击与挑战

2019年10月24日,习近平总书记在政治局学习中指出,区块链技术应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域,要加快推动区块链技术和产业创新发展,积极推进区块链和经济社会融合发展。

区块链技术一般指2008年中本聪所发表《比特币:一种点对点电子现金系统》文中所定义技术及其后续发展所得技术。狭义的区块链技术可被定义为一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定数据结构;广义的区块链技术更多的是在描述一种去中心化、分布式的运作范式与数据利用模式。区块链通过加密算法、点对点网络、共识算法等相关技术,为交易相对人提供了一种可信、可靠、透明的信任机制逻辑体系,以技术手段创设了虚拟空间上交易双方的互信可能性,从而极度减少交易的费用和复杂度。区块链在原有的社会信任维度上创设了新一级的技术信任维度,其理念与应用模式高度契合数字经济的发展设想。具言之,在区块链的算法证明机制之下,要实现对整个系统中每个节点之间的数据交换过程的参与,不再需要重新建立信任机制,可直接通过点对点网络同步记录的数据实现数据的分布式共享。

在未来的金融体系中,区块链技术发挥重大而基础的作用几乎无可避免。这一方面来源于区块链技术自身优质的特性能够破除传统金融领域各类弊端的内在需求,另一方面则源于区块链有助于实现监管科技和穿透式监管,有利于对金融监管的准确性和智能度的提升。在未来的金融应用场景中,支付结算与跨境支付、数字货币、供应链金融、股权登记、证券交易、电子商务都可能迎来区块链的大规模应用。考虑到区块链技术逐步被大量应用以及区块链技术的天然弊端,基于金融稳定与风险管理的需要,量子计算技术等变得极为重要。

总体上看,区块链可能被量子计算攻破可能有两个原因:基于POW的共识机制和基于RSA、ECC的加密方式。区块链技术所包含的加密算法是区块链的关键一环,其构成了链上数据真实、可信、不可篡改的技术基础。若是安全性所依赖的技术基础被量子计算所攻克,则上层金融领域所确立的诸多安全架构的实际安全性也就无从谈起。例如当前比特币所使用椭圆曲线数字签名算法(ECDSA),即可使用Shor算法在获取用户公钥的基础上破获所属账户的私钥,进而访问用户账户中的隐私数据,这从整体上威胁到比特币系统的账户安全性。

区块链在社会各个领域具有广泛的应用前景和想象,与此同时区块链技术优质特征的基础尤为重要。而一旦区块链由于量子计算成熟而出现难以弥补的缺陷,可能导致区块链作为信用基础和金融基础设施的理论基础受到冲击。当前已经到了逐步以区块链技术为底层架构,构建新基建和信用体系、金融基础设施的关键时间节点。倘若量子技术的发展进步对金融安全产生严重的冲击,我们必须在此之前就做好充分的准备,将潜在的金融风险尽早压制在可控的范畴之内。不过,当前量子计算只是存在实验室中,并没有被投入社会应用,其真正达到理论与实践上的成熟还需要一定的时间。针对于量子技术带来的变革问题,应当保持审慎乐观的态度,从长远看量子运算可能产生的挑战,并逐步做好迎接冲击的准备。

首先,应当明确量子计算突破的只是区块链中的密码学技术,而密码学技术并不是无可替换或无法改进的。量子计算对于密码学的冲击是全方位的,不仅仅是区块链技术,当前使用的诸多非对称加密体系都会受影响。密码学在数千年的发展始终是一个攻击与加密相互制衡、相互发展的学科。量子技术对公钥加密系统的冲击,必定导致在未来量子计算发展成熟后,密码学衍生出新的加密算法与之制衡。况且在现有研究中,量子计算仅对于非对称加密的攻击成效较为显著,而针对于对称加密还没有高效的算法,这也为将来应对预留了可能性。

其次,相比于量子计算,区块链所面临的其他安全性问题可能更为迫切和现实。区块链技术并非完美,其依然存在诸多问题亟待解决。大规模应用区块链技术并非仅仅出于数据安全性的考量,而是区块链本身具备很多与量子计算的庞大算力无关的优质架构。从宏观上看,区块链携带着重大理念创新变革的可能,其中悄然蕴含着巨大的社会应用潜力。近年来针对区块链的研究进路早已不再局限于纯粹而简单的技术层面。区块链能够通过技术与算法在人与人之间重构关系链条,从而构筑新的生产分配机制,在实质上塑造了新的生产关系,进而有助于促进国家治理体系和治理能力现代化建设。从这一角度出发,仅仅因为存在潜在的风险就停滞区块链的应用并不合理。

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量子货币对货币的冲击和挑战

量子货币本质上是一种基于密码学的数字货币,其在数字货币的安全性的基础上,尝试通过量子不可克隆定理(the no-cloning theorem)解决货币发展过程中长期存在的双花问题。易言之,其通过量子叠加态和量子计算实现了量子防伪技术避免双花,这既不类似于银行的中央账本记账模式,也不同于区块链实现的分布式账本模式。量子货币通过叠加态的量子比特形式实现信息存储,其能够保存远比经典比特丰富的信息,并且这些信息无法被精确测量。由于量子被观测就会坍塌,而观测量子货币中的内容是复制量子货币的前提,因此量子货币一旦被观测就会坍塌的特性,从根本上杜绝了他人获取货币全部特征从而伪造货币。

正因如此,量子货币在使用上并不如传统货币或者数字货币简单快捷。早期的量子货币在使用之前需要持有者和银行进行确认方能使用,局限性较大。量子货币根据其验证真伪的方式可以分为私钥量子货币系统和公钥量子货币系统。在私钥系统中,只有银行可以验证量子货币的真伪性,而公钥系统中则更为开放,允许银行以外的满足条件的机构验证量子货币的真伪。第一个公钥量子货币方案由Aaronson在2009年提出,其认为量子公钥方案中,算法除了能够产生量子货币之外,应当保障任何人在满足条件的情况下都可以验证量子货币的真伪性,而这一验证并不能让验证者有复制货币的可能性。从金融发展的角度来说,若量子货币的使用需要与银行多次交互,虽然保障了金融货币的安全与稳定,但流动性严重受损必定导致量子货币无法成为泛用的金融模式。若希望最终投入大规模使用,最终的公钥量子货币方案在保障安全性的基础上,必须满足金融高流动性的客观需求。

货币的发展是其法律性质不断适配各类货币铸造、货币防伪技术的过程,人们无法创设最为理想的货币,而是只能在技术允许的范围内不断逼近极限。在这一过程中,技术的变革起着引领作用,而法律对货币性质的调整是后随的。即是说,为了保证货币恰当履行职能而在法律上赋予货币特定私法性质以满足需求。传统的货币囿于其自身作为交易媒介、支付工具等特殊性质,致使货币在私法上仅能成立所有权而无法在保有所有权的前提下为他人所占有,这种异于其他动产所有权的方式也被称为货币的“占有即所有”规则。

进入法定数字货币时代,法定数字货币基于其技术优势得以突破传统货币形态的囹圄,在提高支付效率与安全性的基础上,动摇了传统货币法律实践中所订立的规则。例如货币国家理论基于自身对货币法偿性的严格限制,致使其难以将法定数字货币这一新样态涵盖其中,而反致这一理论自身需要结合法定数字货币的特点予以调整。未来货币形态的变革或许会对目前已有的规则进一步冲击、颠覆,这导致在研究货币发展时难以全然援引当前的规则,而需要结合实践中出现的新风向加以思考。

随着数字技术的不断发展,人类所能掌控的算力处在呈现指数级扩大趋势,数据的重要性在数字经济时代进一步凸显,人类迫切需要借助算力去分析、处理金融数据,进而挖掘海量金融数据中所蕴含的经济价值与非经济价值。在货币形态的不断变迁映射技术进步的背景下,人类对算力的需求日益扩展,必定导致未来人类会研发出一种更加强大的运算工具,量子运算就是可能性之一。若依靠量子运算提供算力成为主流,当前加密货币的诸多安全性前提都会被颠覆,金融市场或许会拥抱一种更为先进的货币形态,最终导致人类社会过渡到量子货币的时代。


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余论


数字时代已经到来,而新冠疫情的发生进一步催发着数字经济向更深更广的领域迈进。各类数字普惠金融平台蓬勃发展,逐步变为金融领域的“毛细血管”,有力补充了传统的金融模式。在这一过程中,各个数字普惠金融平台愈发注重其用户数据的潜在价值,通过分析历史经营、支付、守约和企业工商、税务等多维度数据,金融平台能够构筑模型精确测算不同用户的授信额度,即便在疫情期间也提供稳定且精准的金融服务。金融与科技的深度融合已然成为我国未来金融发展的必然趋势。

数字经济时代最根本的命题是“数据成为生产要素”,而这一命题的杂性远远超过工业革命时代的石油、煤矿,甚至资本,而大量数据的集合是实现数据大生产的根本性前提。从工业经济时代到数字经济时代,数据逐步成为市场竞争的核心要素和法律客体,数据凭借其特殊性使之与传统工业经济时代的土地、石油、劳动力、技术、资本等生产要素明显地区别开来,由于生产要素的更替变革,如何以更高效率、更低成本、更佳组织方式和利益分配机制来实现数据价值则成为亟待研讨的核心问题。如何从更好地利用数据,如何挖掘数据中蕴含的价值,亟待学者们研究与探索。

量子技术或是数字经济发展到一定规模后的应然产物,其能够满足数据成为生产要素后日益增长的运算工具需求。应当明确量子计算提供的强大算力成为未来数字经济时代的高效生产工具的可能性,从而更好、更快的挖掘数据内蕴的价值。宏观上看,量子技术的先期应用,例如量子加密通信增进金融业信息传输安全、量子计算保障智能金融发展、量子技术助力金融监管体制机制完善,虽然影响与冲击了金融业界的发展模式与监管模式,但这仅仅是量子计算所带来的算力提升的先期产物。随着数字经济的发展与数据的大规模利用,量子技术的发展不可能停滞不前,作为未来可期的金融科技,其被用作改造金融市场进而消除金融市场中的顽疾,如同当代援用区块链构建金融市场基础设施、改造金融市场一样具备合理性与应然性。

究其根本,量子技术对于金融行业的影响是数字经济背景下算力扩张所带来的必然影响,只是这一影响基于量子计算这一技术被切实的反映到了现实中。若认为区块链形塑了与数字经济相适应的生产关系,那么愈加重要的数据应用需求将导致人类不断改造生产工具,保障数据处理能力得到满足,而量子计算就是这一生产工具的备选项之一。

本着对数字时代的尊重、对科技变革的敬畏,金融业界不能故步自封、墨守成规,应当正视创新与变革,积极主动尝试通过量子技术从各个维度优化金融市场。金融和科技的融合创新始终是金融发展进程中的重要内容和典型特征,量子技术的发展也不例外。作为未来的金融科技,虽然量子技术的发展必将对金融行业的产生前期冲击和变革,但量子技术的进步会为数字经济时代带来新的生产工具,而金融行业应当是新生产工具广泛应用的极大受益者之一。当然,量子技术的发展仍有待时日,即便是作为未来的金融科技,依然需要这一技术继续发展直至成熟。


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