Quantencomputing und Finanzen in Frankfurt

Gemeint ist der Einsatz von Quantencomputern für Finanzprobleme. Ein Quantencomputer rechnet mit Qubits, die Kombinationen von Zuständen zugleich halten können, und verspricht für manche Aufgaben einen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber klassischen Rechnern. Drei Felder tauchen immer wieder auf. Optimierung: das beste Portfolio unter vielen Nebenbedingungen oder die günstigste Stellung von Sicherheiten. Simulation: die Monte-Carlo-Läufe hinter Optionspreisen und Risikomaßen wie dem Value at Risk, die klassisch Stunden dauern. Und maschinelles Lernen, wo Quantenverfahren Muster für Kredit- oder Betrugsmodelle finden könnten.

Heute sind das Forschungs- und Pilotthemen. Die verfügbaren Maschinen sind klein und fehleranfällig, deshalb testen Banken Quantenalgorithmen an engen Problemen und vergleichen sie mit klassischen Methoden. Die Arbeit liegt bei Quant-Teams, Forschungseinheiten und Technologiepartnern und braucht Leute, die Finanzmathematik und die Physik der Maschinen verstehen.

Dringender ist für Banken die Abwehr. Die Public-Key-Verfahren hinter Onlinebanking, Kartenzahlung und gesicherter Kommunikation zwischen Banken, etwa RSA und elliptische Kurven, beruhen auf Rechenproblemen, die ein ausreichend großer Quantencomputer lösen könnte. Angreifer können verschlüsselten Verkehr schon heute mitschneiden und später entschlüsseln, deshalb sind Daten, die jahrelang geheim bleiben müssen, jetzt gefährdet. Dasselbe gilt für Kryptowerte: Die Signaturen, die Bitcoin und andere Coins schützen, nutzen dieselbe Art Public-Key-Kryptografie.

Bei einem von Europol ausgerichteten Quantum Safe Financial Forum (auf Englisch) riefen Banken und Fachleute Finanzinstitute und Politik auf, die Umstellung auf quantensichere Kryptografie vorzuziehen. Europol verweist auf Schätzungen, nach denen solche Quantencomputer zehn bis fünfzehn Jahre entfernt sind, während die Umstellung in einer großen Bank ähnlich lange dauern kann. Das Forum empfahl abgestimmte Fahrpläne, einen freiwilligen Rahmen, eine moderne Krypto-Governance und internationale Zusammenarbeit.

Die EU hat einen Zeitplan gesetzt. Ihr koordinierter Umsetzungsfahrplan für die Post-Quanten-Kryptografie, erarbeitet von der NIS-Kooperationsgruppe, verlangt von den Mitgliedstaaten, sofort mit nationalen Plänen und Bestandsaufnahmen zu beginnen, Hochrisiko-Anwendungen, darunter das Finanzwesen, bis zum Ende des Jahrzehnts zu schützen und die Umstellung aller Systeme etwa fünf Jahre später abzuschließen. In einer Bank läuft diese Arbeit über das IKT-Risikomanagement nach DORA.

Der erste Schritt ist eine Bestandsaufnahme: Wo nutzt die Bank welche Kryptografie, in welchen Systemen, bei welchen Lieferanten? Viele Banken finden alte Verfahren tief in Zahlungssystemen, Hardware-Sicherheitsmodulen und Herstellersoftware. Danach kommt Krypto-Agilität: Systeme so bauen, dass sich ein Algorithmus tauschen lässt, ohne die Anwendung neu zu bauen. Das größere Sicherheitsprogramm beschreibt die Seite zur Cybersicherheit in Banken, die Risikomodelle, die Quantencomputing beschleunigen könnte, die Seite zum Risikomanagement in Frankfurt.

In Frankfurt sitzen die Beteiligten, die sich über eine Umstellung dieser Größe einigen müssen: Notenbanken, Aufsicht, Großbanken, Börsenbetreiber und die Frankfurt School of Finance & Management. Das Frankfurt Quantum Finance Forum an der Frankfurt School organisierte die Hochschule zusammen mit der Deutschen Bundesbank, IBM, Finance Loop und Finteda. Es brachte Banken, Technologie, Aufsicht und Wissenschaft zu Portfoliooptimierung, Risikomodellen, Kryptografie und Handel zusammen, und zur Frage, wie sich die Branche vorbereitet.

Wer neu einsteigt, beginnt am besten bei der Kryptografie, weil sie Fristen hat, und lernt den Unterschied zwischen Quantencomputing und quantensicherer Kryptografie: Letztere läuft auf normalen Rechnern und schützt vor Ersterem. Die Anwendungsseite braucht lineare Algebra, Wahrscheinlichkeitsrechnung und Geduld, denn Ergebnisse, die klassische Methoden im Betrieb schlagen, sind noch selten.

Finance Loop ist der Treffpunkt für Quants, Sicherheitsarchitekten, Risikomanager und Technologiepartner, die an Quantencomputing im Finanzwesen arbeiten. Das Netzwerk verbindet die Finance-, IT- und KI-Communitys in Frankfurt und hat Events auch in München, Berlin und Hamburg.

Finance Loop organisierte das Frankfurt Quantum Finance Forum mit Frankfurt School, Deutscher Bundesbank, IBM und Finteda, eine kostenlose Präsenzkonferenz zu Finanzanwendungen des Quantencomputings und zur Vorbereitung der Branche. Frankfurt Digital Finance im Gesellschaftshaus Palmengarten, mit Finance Loop als Partner, hatte Quantentechnologie am ersten Tag im Programm.

Einfach erklärt: Ein Quantencomputer rechnet mit Qubits statt Bits und löst manche Optimierungen und Simulationen schneller als ein klassischer Rechner. Im Finanzwesen geht es um Portfolios, Risiken und Preise und um Schutz vor Rechnern, die heutige Verschlüsselung brechen könnten.

Für Portfolio- und Sicherheitenoptimierung, Monte-Carlo-Simulation für Preise und Risiken sowie maschinelles Lernen für Kredit- und Betrugsmodelle. Das meiste ist im Forschungs- oder Pilotstadium und wird an engen Problemen gegen klassische Methoden getestet.

Der Wechsel von heutigen Public-Key-Verfahren zu neuen, die Quantencomputern standhalten sollen. Der EU-Fahrplan verlangt, dass Hochrisiko-Systeme, das Finanzwesen eingeschlossen, zuerst umstellen.

Langfristig ja, wie alle Systeme mit heutigen Public-Key-Signaturen. Ein großer Quantencomputer könnte aus offengelegten öffentlichen Schlüsseln private Schlüssel ableiten. Wie und wann Bitcoin auf quantensichere Signaturen wechselt, ist in der Entwickler-Community offen.

Ja. Das Frankfurt Quantum Finance Forum an der Frankfurt School, mitorganisiert von Finance Loop, ist eine Konferenz zu Quantencomputing im Finanzwesen. Termine stehen im Kalender.