基于量子技術的商業銀行數字化轉型

皮洋 胡丁言

摘 要：本文從銀行業數字化轉型行業現狀與量子信息技術發展研究報告出發，以開放銀行數字化轉型的實踐為典型案例，首先簡要梳理我國銀行業數字化轉型現狀，進而探討銀行業金融機構數字化轉型的過程中面臨的挑戰，并在前文基礎上探討量子科學技術能夠解決的數字化轉型的難點，最后為量子技術助力銀行業數字化轉型提出相應建議。

關鍵詞：商業銀行;量子計算;量子通信;金融科技;數字金融

本文索引：皮洋，胡丁言.<變量 2>[J].中國商論，2022（08）：-110.

中圖分類號：F830.33 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2022）04（b）--05

1 引言

2021年3月，十三屆全國人大四次會議通過了《中華人民共和國關于國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》，決議提出“發展數字經濟，推進數字產業化和產業數字化”。而金融作為我國實體經濟發展的血脈，能夠滿足數字經濟發展的金融需求，與數字經濟共生共榮。其中，商業銀行作為我國金融業的重要支撐，近年來數字化轉型進程較為迅猛，已成為數字經濟發展的重要引擎。商業銀行數字化轉型的深度和廣度，決定了其服務實體經濟的質效。因此，加快商業銀行數字化轉型是實現高質量發展的重要戰略選擇。

然而，在運用前沿技術挖掘數據要素價值，提升金融服務的效率、可得性的同時，商業銀行也不可避免地面臨著戰略定位不準、技術應用能力不足、組織敏捷性弱等方面的挑戰。作為數字技術門類的量子信息技術，以量子力學的基本原理為基礎，利用量子力學的各種特性（如疊加性、糾纏性和不可克隆性等）對信息進行編碼、計算和傳輸可突破信息技術的經典極限，對銀行數字化轉型中的算力提升、信息傳輸安全和測量精準度的改善具有重要作用。2020年10月，中共中央政治局就量子科技研究和應用前景舉行的第二十四次集體學習也指出，量子科技一方面在推動經濟高質量發展和保障國家安全方面具有廣闊的應用前景，另一方面其有望顛覆技術創新，引領新一輪的科技革命和產業革命。如此，在國家層面量子技術在金融業的運用得以凸顯。那么，未來量子技術在商業銀行數字化轉型中的優勢如何？存在哪些挑戰？如何應對？本文以開放銀行為例進行分析。

據此，本文首先剖析商業銀行業數字化轉型的現狀及其轉型過程中的困難，其次分析量子信息技術在解決商業銀行數字化轉型中的優勢與挑戰，最后以開放銀行為例進行分析，并提出商業銀行數字化轉型的建議。

2 我國商業銀行數字化轉型的現狀

美國IT咨詢公司Gartner在2011年最先提出數字化轉型（Digital/Digitalization/Digital-Business-Transformation）這一說法，并將其界定為企業利用新數字技術改善流程、人員、組織與事物之間的交互，或創造新的數字化商業模式，提供新的收入和價值創造機會的過程。根據Gartner公司的定義，可將商業銀行數字化轉型理解為銀行利用數字技術（物聯網、云計算、人工智能、機器學習、區塊鏈和量子技術等），創建新的商業模式或重構銀行業生態系統以提升金融服務供給質量和效率。

近年來，在客戶需求多樣化、銀行業務同質化、宏觀經濟下行和金融脫媒的沖擊下，為了順應數字經濟發展趨勢，銀行類金融機構開展了一系列數字化轉型變革，取得了一定的階段性成就。本文從技術革新、營銷模式和組織架構三個角度剖析商業銀行數字化轉型現狀。

2.1 技術革新

銀行數字化轉型的技術支撐來自5G基礎設施、大數據和物聯網、云平臺等發展。這些技術的發展加速了商業銀行業數字化轉型。

首先，5G通信設施提供轉型基礎。5G作為數字基礎設施中的基石，主要以高效率低時延的優勢實現銀行數據的采集和傳輸。商業銀行通過建設5G網點，為客戶提供線上線下自動化服務。例如，中國工商銀行在2019年推出新一代5G智慧銀行旗艦店，通過AI、物聯網、區塊鏈等前沿技術的引入，實現遠程協同智能柜員機、網點大堂、實體機器人等設備間互聯互通，為客戶提供高效的金融服務。其次，大數據和物聯網技術下的數據共享。大數據技術主要通過采用大數據技術獲取、存儲、分析數據，為業務運營和管理提供技術指導。物聯網主要應用于移動支付、供應鏈金融、小微信貸風險監測等領域。銀行通過收集小微企業在生產加工、倉儲運輸、水電用量等方面的信息，分析用戶客觀的動態數據，為信用風險監測提供決策支持，能有效避免小微企業的融資風險。最后，資源優化配置的云平臺搭建。云計算能夠提供的IT資源池可根據銀行的需求彈性動態調整，當云平臺中某個設備出現故障時，能迅速將數據復制到其他設備，進而提升銀行的金融災備能力。例如，2019年中國農業銀行推出建設新一代數字化云平臺iABC，將開放共享的金融生態服務模式應用于校園、醫療、財政、社保、政務等場景中，實現金融數據的快速共享，為銀行的數據分析和商業決策提供支持。

2.2 營銷模式

一是線上線下一體化的營銷模式。商業銀行通過加強數字化營銷平臺，利用智能設備聯通客戶數據與流量，實現線下社交營銷和線上營銷相結合。例如，2021年8月西安銀行推出“西銀云繳費”平臺，該平臺的“校園繳費”場景面向各類學校，為其提供線上、線下繳費服務平臺，幫助學校簡化財務管理，實現便捷收取各種學雜費用。二是拓展長尾客群的金融服務。商業銀行通過收集和分析客戶數據，明確目標客群的特征，精準定位客戶類型，根據用戶畫像進行精準營銷。這不僅使得營銷對象轉向長尾客群，經營理念由以產品為中心轉向以客戶為中心，還能有針對性地進行客戶獲取和產品推薦。

2.3 組織架構

一是開展數字化組織機制改革，基于數字化管理實施組織架構敏捷化轉型，促進傳統商業銀行跨職能、跨部門開展業務。例如，中國銀行在2019年分別展開個人數字金融和企業數字金融業務統籌部門的組建任務。二是增加金融科技創新專項投入，加快數字化人才培養。商業銀行除了在數字設備升級、系統運維等方面增加資金支持，也在數字化人才的吸納和培養上持續投入。例如，2020年，光大銀行在數據科學人才隊伍培養上提出大數據人才培養兩步走計劃。第一步是培養數字化人才并拓展其基礎能力，具體包括算法基礎理論與應用能力、模型評估和調優等能力。第二步是培養人才在業務場景轉化上的能力以及前沿技術應用和優化能力。

3 商業銀行數字化轉型中的挑戰

商業銀行在運用前沿技術手段，基于數據要素驅動來提升金融服務的效率和金融服務的可得性的同時，也不可避免地面臨著轉型規劃缺乏系統性、技術深化能力不足、風險管理挑戰較大等方面的挑戰。

3.1 轉型規劃缺乏系統性

我國銀行業機構在數字化轉型道路上一直積極探索實踐，但與發達國家金融業數字化進程相比，在整體規劃和戰略定位上存在欠缺。一是我國銀行數字化轉型過程中缺乏整體規劃，造成資源投入分散和產出效果有限。例如，直銷銀行打造線上線下的無縫銜接以滿足客戶的服務需求，但其技術含量較低，存在盲目擴張問題。二是銀行在戰略定位上，從以產品為中心到以客戶為中心的戰略轉型認識不夠深入。部分銀行在轉型過程中片面追求新型技術的應用，而忽視真實的用戶體驗和誤判技術應用價值。

3.2 技術深化能力欠缺

部分中小銀行因自身條件欠缺，難以充分利用數字技術和數據要素。一方面，由于引入的技術門檻過高、建模周期長等問題，導致新技術快速落地與規模化應用存在障礙。因此，銀行需要借助第三方來補短板、強弱勢，解決金融服務有效性供給不足的問題。另一方面，銀行金融機構在數字化轉型初期，系統升級、人員和研發投入巨大，且數字化轉型是一項長期持續性系統工程，需要持續高強度的研發投入，短期內成效不顯著，中小銀行機構面臨較大的市場競爭壓力。

3.3 風險管理挑戰不小

金融機構數字化轉型面臨數據風險和高杠桿經營風險。數據風險方面，銀行業金融機構部門之間行政鏈條過長導致數據傳輸不流暢或受阻，銀行業內缺乏統一的數據標準，同行業間數據整合和應用較困難。同時，數字技術的發展增加了電信欺詐、隱私竊取等金融犯罪的隱蔽性，網絡安全風險疊加，個人隱私保護難以得到有效保證，數據安全受到威脅。高杠桿經營風險方面，數字化轉型的沖擊已造成線下物理網點數量減少，銀行業金融機構逐步向著資產輕型化發展，并在與科技公司合作過程中借助ABS等金融產品擴大杠桿以增加經營范圍，銀行業金融機構也暴露在高杠桿經營風險中。

4 量子技術在商業銀行數字化轉型中的應用

隨著數字經濟與社會發展各領域融合的深度和廣度的不斷擴展，銀行業金融機構在數字化轉型過程中遭遇算力瓶頸、數據治理、信息安全風險等問題。而量子信息技術在量子通信、量子計算和量子測量三個方向上的應用，能夠為商業銀行數字化轉型提供算力水平提升、信息傳輸安全性提高和測量精準度增加的技術支持。

4.1 量子通信在金融數據傳輸中的應用

量子通信技術有助于提升金融信息傳輸的安全性。量子具有疊加性和糾纏特性，當數據受到竊聽或攻擊時會引發量子坍塌，合法的數據收發雙方會通過一定的步驟檢驗發現竊聽行為，從而采取加密保護措施，保證金融信息傳輸的安全性和準確性。近年來，金融業正在探索通過量子密鑰分發技術進行數據加密的量子密碼技術。例如，2021年5月，中國工商銀行成功實現量子通信技術在客戶信息加密場景中的應用，量子通信技術在助力銀行業金融機構防范數據傳輸風險上取得了重要突破。量子保密通信是一種安全的傳輸方式，其保密通信的安全性在數學上已獲嚴格證明，量子保密通信最顯著的優勢是傳輸的安全性，目前中國量子通信已經可以為銀行、證券、期貨、基金等金融機構開展數據中心異地災備、企業網銀實時轉賬等應用，有望解決金融機構在數據治理安全性方面的痛點。

4.2 量子計算在金融算法改進上的應用

量子計算能提升商業銀行的競爭力集中在模型優化、資產定價和機器學習三方面。一是投資組合優化。量子計算機的計算能力隨著量子比特數量的增加呈指數級增長，這種優勢意味著量子計算能為具有多變量的問題提供最佳的解決方法，如投資組合優化、套利策略和交易成本最小化等計算問題，通過量子計算實現投資組合優化。二是量子計算的并行計算優勢，有望解決金融資產的實時定價問題。銀行業金融機構通過引入量子計算，可在數據迭代中提升模型的準確性，算法的優化能降低計算能耗，實現期權等金融衍生品的實時定價，從而解決銀行業金融機構在數字化轉型過程中算法算力不足的困難。如中國建設銀行旗下的金融科技子公司建信金科與本源量子聯合研發業內首批量子金融應用算法，包括量子期權定價算法和量子風險價值計量算法，積極推動國內量子生態的構建。三是量子計算有望讓機器在短時間內理解復雜的算法，提升機器學習的效率。隨著更多非結構化數據逐步納入人工智能與機器學習中，經典計算的硬件算力已經無法滿足龐大的數據處理需求和數據訓練工作量。而量子計算的應用在消除數據盲點、開發更多金融場景和提升客戶體驗方面潛力巨大。

5 量子技術應用于金融領域的挑戰

隨著數據爆炸式增長，經典計算機已經難以滿足金融業呈指數級增長的算力要求，而量子計算能以強大算力的優勢，拓展經典計算處理能力的極限。但量子技術在金融領域規模化商用還要克服許多挑戰，其在硬件技術、安全可靠性、人才隊伍建設等方面仍存在局限性，商用化的前景難以預測。

5.1 在運行環境和硬件上受限

從量子計算機實現的環境看，運行環境和退相干性成為量子計算機發展的制約因素。一是量子電路只有在非常低的溫度下（接近絕對零度）才能發揮最好的效果。量子態極不穩定，任何外界的干擾都會使錯誤率增加，因此，量子計算機需要集中在寒冷的數據中心運行，但嚴格的低溫條件卻增加了運維成本。二是量子比特具有退相干性，量子計算機極易受到外界的影響而導致退相干，退相干限制了量子計算機的運行時間，為了保持運算結果的可靠性，量子計算必須在其退相干之前完成。量子計算中，隨著量子比特數量的增加，維持量子比特相干性的難度也在不斷增大。

5.2 安全可靠性難以保證

量子計算在密碼學應用中的安全性難以保證。一是量子比特非常脆弱，極易受到誤差和噪聲的影響。量子比特在運行時設備中的噪聲已經存在，在處理測量計算時，噪聲使得計算結果表現出誤差，且金融領域中的計算相當復雜且耗時，如何抑制噪聲對量子計算的影響成為一大技術挑戰。相較量子通信，量子計算的技術突破難度更高，量子糾錯算法的準確性難以保證。隨著量子算法復雜度的提升，大量的噪聲被不斷放大，使得量子計算結果不準確。二是量子加密遠不如理想中的可靠。一方面，上海交通大學研究團隊有相關研究指出，量子加密技術能夠被攻破原因正是其本身就存在物理性質上的缺陷，如不確定性和不可區分性。隨著金融業數字化轉型的深入，量子計算在安全性方面的漏洞也將不斷被發現。量子計算可能會破解目前正在使用的許多公鑰密碼系統，使得金融業傳統密碼系統安全性受到威脅。另一方面，量子計算在信息加密方面的應用并非絕對可靠，其發展與密碼學技術相互制衡。由于量子計算突破的只是區塊鏈中的密碼學技術，而密碼學技術是不斷升級和可替代的，其能衍生出新的算法與量子計算相抗衡。量子計算在金融領域應用的安全性并不絕對可靠，研發者對量子比特的操控能力還不成熟，量子計算在金融領域的廣泛應用還有很多難題待攻克。

5.3 量子技術人才壁壘高

量子技術有較高的人才壁壘，推進量子技術研究受到量子人才短缺的挑戰。一方面，量子研究準入門檻高，全球從事量子計算的科研人員較少，全球的大學幾乎沒有提供與量子計算有關的專業學位，只是設置部分選修課程，在量子技術研發團隊上的組建相對滯后。另一方面，量子技術對人才的專業素質要求較高，量子技術的專業門檻較高，絕大多數學習者需要具備豐富的知識儲備和專業技能。量子技術是一門綜合性學科，隨著量子技術深入發展，將衍生出更多細分學科，比如量子金融、量子計算等，對復合型量子人才的培養提出了更高的要求。

6 量子技術賦能銀行業數字化轉型的對策

目前銀行數字化轉型雖然取得了一定的階段性成就，可以預見量子技術將為金融業的發展帶來技術紅利，但也面臨技術短板、安全可靠性不足、組織管理低效和監管套利等方面的挑戰。本文將從戰略目標、研發能力、組織重構三個方面提出有價值的應對策略，以加速銀行業數字化轉型。

6.1 細化銀行自身定位的戰略目標

完善銀行業數字化轉型的頂層設計，將量子科學技術納入轉型的戰略目標。為更好地開展數字化布局，銀行業需要將以客戶為中心的戰略定位具體細分為個人金服條線與對公金服條線，創造性地將量子技術融入金融發展中。

一是個人金服，充分運用數字技術最大程度觸及用戶，挖掘長尾客群的金融服務需求。在將量子技術引入數字化轉型過程中，銀行業金融機構可通過大數據、智能投顧、生物識別和量子計算等技術手段研發個性化、定制化的金融產品與服務，對用戶進行畫像從而實現智能營銷、精準營銷，并根據客戶的反饋對數字金融產品持續優化。二是對公金服，將量子科學技術嵌入數字化生態場景建設中。銀行業金融機構應加強與金融科技公司的合作，搭建金融、非金融服務平臺，將場景自建重點向基層政務公共服務、惠民便民公共服務、農村資產管理服務等方向拓展。三是探索量子技術在綠色金融中的應用。綠色金融科技有助于量化環境效益和企業轉型的風險，銀行應該充分利用量子計算的并行計算優勢，有序推動碳減排工具研發，支持清潔能源、節能環保和碳減排技術的發展。同時，銀行應主動探索量子計算在綠色金融資產定價上的應用，運用量子算法優化綠色金融投資組合，推動量子計算優化環境效益計算模型和轉型風險因子評價，確定綠色金融產品的合理收益率，推動量子技術融入綠色發展理念中。

6.2 量子技術的難題攻克

金融機構應參與金融業量子技術信息標準的制定等方面重點發力，為量子技術難題的攻克提供必要的人才支持、資金支持和軟硬件設備支持。具體地，一是從硬件設施上，降低周圍環境對量子電路元件的影響，提高量子位保真度，是延長退相干可靠解決方案之一;從算法上，通過開發相應的量子糾錯算法，降低存儲在設備中數據的隨機波動帶來的偏差。二是確立金融業量子技術信息標準，主要是數據標準與API標準。銀行部門應持續著力提升API技術的接入能力，通過打造開放平臺將金融產品和服務嵌入客戶的衣食住行以及社交、娛樂、投資、消費等生活場景中。三是主動參與量子技術落地金融服務的研發過程，為研發團隊提供資金和軟硬件設備支持，重點在量子人才隊伍的組建。各銀行應通過自建、合建、外購等方式引入量子保密通信技術等數字技術，積極聯合我國科研院所和高校，合作成立研發團隊，強化與大型金融科技企業的合作。同時銀行業應積極吸納量子技術人才，投入專項資金支持量子技術的發展和人才的培養。

6.3 重塑組織文化

組建數字化轉型部門，向分布式架構轉型，重塑創新的組織文化。當傳統組織框架無法支持產品迭代和創新時，構建敏捷化的組織有利于為銀行業跨越式發展注入活力。

具體地，一是銀行金融機構應該跨部門組建數字化轉型團隊，從各個業務部門抽調專業人才，開設量子技術研究崗位，形成靈活的數字化部門，轉型成跨職能、端到端的網格式敏捷化組織，創新扁平的決策機制。二是完善科技治理框架，從集中式架構向分布式架構轉型，銀行應集中保留支付、結算和存貸等核心業務，將大量管理業務剝離，通過交易服務層、數據庫分庫分表等模式將不同的模塊與服務實時打包，降低銀行的管理成本，提高業務運行效率。三是銀行應從組織內部進行創新變革，重塑開放創新的組織文化。銀行應提供數字化創新專項預算，改革創新激勵機制，同時對員工開展數字化基本技能培訓，從思維、理念和格局提升員工數字化素養。

7 銀行業數字化轉型——以開放銀行為例

2015年英國競爭和市場管理局（CMA）及財政部兩大機構首次使用“開放銀行”這一概念，并將其界定為，引導銀行在客戶允許并充分保護個人隱私的前提下，通過應用程序編程接口（API）向第三方服務提供商開放數據，以便為客戶提供更好的服務。開放銀行為我國銀行業金融機構數字化轉型提供重要的經驗借鑒。本文基于量子技術視角，從應用價值、挑戰與對策三方面討論量子技術對開放銀行的影響。

7.1 量子技術對開放銀行的應用價值

量子技術在主要在經營理念、技術支持、監管效率三方面對開放銀行具有應用價值。一是量子技術的引入將重塑開放銀行的經營理念，提供更多維的金融產品。劍橋量子計算（CQC）最新研究表明，量子計算機可學會推理，能輸出推理問題的潛在解決方案或預測未來結果的可信度。這意味著量子計算機通過開放銀行打通內部系統金融數據和外部場景數據，能不斷完善客戶畫像與構建用戶標簽體系，提升開放銀行精準營銷能力，從而優化開放銀行重視提升客戶體驗的經營理念。二是量子技術將為開放銀行創新型金融產品和服務提供技術支持。首先是標準化的金融產品，量子計算能夠優化金融算法，為金融衍生品定價提供算法支撐，降低金融衍生品的定價成本，從而提高金融資產的定價效率，為開放銀行提供標準化的金融產品。其次是金融服務，比如量子計算在金融領域的貨幣套利優化問題。基于量子計算而設計的新算法可以對開放銀行多樣化的金融產品進行風險評估，從而降低投資風險以防止過度投機，獲得精準度較高的風險價值。

7.2 量子技術在開放銀行運用中的挑戰

量子技術對當前開放銀行營銷理念、技術支撐、監管方式的影響都還只是沙盤推演，距離真正落地還有很多挑戰待攻克。這些挑戰既包括量子技術自身需要解決的技術難題，又包括量子技術與金融跨領域交叉過程中產生的新問題。

開放銀行引入量子技術過程中如果缺乏行業規范和標準指引，會增加合作者的溝通成本。缺乏行業規范和標準指引易導致商業銀行與其他合作伙伴間因理解偏差而互相推卸責任，給數據治理造成困擾。另外，API技術對接標準和量子技術在金融信息系統中應用標準的缺失，會導致各銀行與合作伙伴因API對接標準不同，造成對接過程的低效高耗。量子技術可能會給開放銀行發展帶來風險。量子加密技術的安全性和可靠性還有待大量實驗驗證，該技術在將來有可能被破解，致使開放銀行生態系統中的參與者遭受損失。

7.3 推動量子技術在開放銀行中落地的對策

開放銀行建設是一個系統性工程，是銀行業數字化轉型的縮影。量子技術將給開放銀行造成新的沖擊，如何應對新技術的挑戰、創新開放型商業模式，本文從戰略定位、技術應用兩方面提出對策。

一是將開放銀行放在全行的戰略高度，加強頂層規劃。首先，從全行戰略層面高度重視，明確量子技術與開放銀行模式在數字化轉型中的戰略地位。在總行層面成立跨行跨部門工作組，確立開放銀行的總體目標和戰略規劃。其次，各銀行在數字化進程中應采用差異化轉型策略，明確自身與同業在客戶群體、業務、場景開發和營銷渠道方面的差異，借助量子技術手段，重點向養老、政務服務、民生生活和農村建設方面強化進行數字化布局。二是銀行應加強自身對量子技術的應用能力和數據治理能力。對于大型商業銀行而言，應提升開放平臺建設能力，技術部門應加快API功能接口融合，提升金融服務對接能力。對于中小型商業銀行而言，應加強與金融科技公司、第三方技術提供商的合作，以彌補自身在資金和科研力量薄弱的缺陷。同時銀行業應充分挖掘量子通信、量子計算等技術對金融業務創新的價值，加強自身的技術服務能力，明確自身流量入口與API開放范圍。為避免泄露用戶隱私和非法竊取行業數據等風險，商業銀行可分層次、分步驟地向第三方開放金融數據，深化自營平臺建設。

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Digital Transformation of Commercial Banks Based on Quantum Technology

—— Taking Open Banks as Examples

Yunnan University? Kunming， Yunnan? 650500

PI Yang? HU Dingyan

Abstract： Starting from the research report on the current situation of banking digital transformation and the development of quantum information technology， and taking the practice of open banks’ digital transformation as typical cases， this study briefly combs the current situation of China’s banking digital transformation， and then discusses the challenges faced in the process of digital transformation of banking financial institutions， and analyzes the difficulties of digital transformation that can be solved by quantum science and technology on the basis of what mentioned previously. Finally， the research puts forward some corresponding suggestions for quantum technology to help the digital transformation of banking.

Keywords： commercial banks; quantum computing; quantum communication; fintech; digital finance