基于量子技术的商业银行数字化转型

皮洋 胡丁言

摘 要：本文从银行业数字化转型行业现状与量子信息技术发展研究报告出发，以开放银行数字化转型的实践为典型案例，首先简要梳理我国银行业数字化转型现状，进而探讨银行业金融机构数字化转型的过程中面临的挑战，并在前文基础上探讨量子科学技术能够解决的数字化转型的难点，最后为量子技术助力银行业数字化转型提出相应建议。

关键词：商业银行;量子计算;量子通信;金融科技;数字金融

本文索引：皮洋，胡丁言.<变量 2>[J].中国商论，2022（08）：-110.

中图分类号：F830.33 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2022）04（b）--05

1 引言

2021年3月，十三届全国人大四次会议通过了《中华人民共和国关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，决议提出“发展数字经济，推进数字产业化和产业数字化”。而金融作为我国实体经济发展的血脉，能够满足数字经济发展的金融需求，与数字经济共生共荣。其中，商业银行作为我国金融业的重要支撑，近年来数字化转型进程较为迅猛，已成为数字经济发展的重要引擎。商业银行数字化转型的深度和广度，决定了其服务实体经济的质效。因此，加快商业银行数字化转型是实现高质量发展的重要战略选择。

然而，在运用前沿技术挖掘数据要素价值，提升金融服务的效率、可得性的同时，商业银行也不可避免地面临着战略定位不准、技术应用能力不足、组织敏捷性弱等方面的挑战。作为数字技术门类的量子信息技术，以量子力学的基本原理为基础，利用量子力学的各种特性（如叠加性、纠缠性和不可克隆性等）对信息进行编码、计算和传输可突破信息技术的经典极限，对银行数字化转型中的算力提升、信息传输安全和测量精准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应用前景举行的第二十四次集体学习也指出，量子科技一方面在推动经济高质量发展和保障国家安全方面具有广阔的应用前景，另一方面其有望颠覆技术创新，引领新一轮的科技革命和产业革命。如此，在国家层面量子技术在金融业的运用得以凸显。那么，未来量子技术在商业银行数字化转型中的优势如何？存在哪些挑战？如何应对？本文以开放银行为例进行分析。

据此，本文首先剖析商业银行业数字化转型的现状及其转型过程中的困难，其次分析量子信息技术在解决商业银行数字化转型中的优势与挑战，最后以开放银行为例进行分析，并提出商业银行数字化转型的建议。

2 我国商业银行数字化转型的现状

美国IT咨询公司Gartner在2011年最先提出数字化转型（Digital/Digitalization/Digital-Business-Transformation）这一说法，并将其界定为企业利用新数字技术改善流程、人员、组织与事物之间的交互，或创造新的数字化商业模式，提供新的收入和价值创造机会的过程。根据Gartner公司的定义，可将商业银行数字化转型理解为银行利用数字技术（物联网、云计算、人工智能、机器学习、区块链和量子技术等），創建新的商业模式或重构银行业生态系统以提升金融服务供给质量和效率。

近年来，在客户需求多样化、银行业务同质化、宏观经济下行和金融脱媒的冲击下，为了顺应数字经济发展趋势，银行类金融机构开展了一系列数字化转型变革，取得了一定的阶段性成就。本文从技术革新、营销模式和组织架构三个角度剖析商业银行数字化转型现状。

2.1 技术革新

银行数字化转型的技术支撑来自5G基础设施、大数据和物联网、云平台等发展。这些技术的发展加速了商业银行业数字化转型。

首先，5G通信设施提供转型基础。5G作为数字基础设施中的基石，主要以高效率低时延的优势实现银行数据的采集和传输。商业银行通过建设5G网点，为客户提供线上线下自动化服务。例如，中国工商银行在2019年推出新一代5G智慧银行旗舰店，通过AI、物联网、区块链等前沿技术的引入，实现远程协同智能柜员机、网点大堂、实体机器人等设备间互联互通，为客户提供高效的金融服务。其次，大数据和物联网技术下的数据共享。大数据技术主要通过采用大数据技术获取、存储、分析数据，为业务运营和管理提供技术指导。物联网主要应用于移动支付、供应链金融、小微信贷风险监测等领域。银行通过收集小微企业在生产加工、仓储运输、水电用量等方面的信息，分析用户客观的动态数据，为信用风险监测提供决策支持，能有效避免小微企业的融资风险。最后，资源优化配置的云平台搭建。云计算能够提供的IT资源池可根据银行的需求弹性动态调整，当云平台中某个设备出现故障时，能迅速将数据复制到其他设备，进而提升银行的金融灾备能力。例如，2019年中国农业银行推出建设新一代数字化云平台iABC，将开放共享的金融生态服务模式应用于校园、医疗、财政、社保、政务等场景中，实现金融数据的快速共享，为银行的数据分析和商业决策提供支持。

2.2 营销模式

一是线上线下一体化的营销模式。商业银行通过加强数字化营销平台，利用智能设备联通客户数据与流量，实现线下社交营销和线上营销相结合。例如，2021年8月西安银行推出“西银云缴费”平台，该平台的“校园缴费”场景面向各类学校，为其提供线上、线下缴费服务平台，帮助学校简化财务管理，实现便捷收取各种学杂费用。二是拓展长尾客群的金融服务。商业银行通过收集和分析客户数据，明确目标客群的特征，精准定位客户类型，根据用户画像进行精准营销。这不仅使得营销对象转向长尾客群，经营理念由以产品为中心转向以客户为中心，还能有针对性地进行客户获取和产品推荐。

2.3 组织架构

一是开展数字化组织机制改革，基于数字化管理实施组织架构敏捷化转型，促进传统商业银行跨职能、跨部门开展业务。例如，中国银行在2019年分别展开个人数字金融和企业数字金融业务统筹部门的组建任务。二是增加金融科技创新专项投入，加快数字化人才培养。商业银行除了在数字设备升级、系统运维等方面增加资金支持，也在数字化人才的吸纳和培养上持续投入。例如，2020年，光大银行在数据科学人才队伍培养上提出大数据人才培养两步走计划。第一步是培养数字化人才并拓展其基础能力，具体包括算法基础理论与应用能力、模型评估和调优等能力。第二步是培养人才在业务场景转化上的能力以及前沿技术应用和优化能力。

3 商业银行数字化转型中的挑战

商业银行在运用前沿技术手段，基于数据要素驱动来提升金融服务的效率和金融服务的可得性的同时，也不可避免地面临着转型规划缺乏系统性、技术深化能力不足、风险管理挑战较大等方面的挑战。

3.1 转型规划缺乏系统性

我国银行业机构在数字化转型道路上一直积极探索实践，但与发达国家金融业数字化进程相比，在整体规划和战略定位上存在欠缺。一是我国银行数字化转型过程中缺乏整体规划，造成资源投入分散和产出效果有限。例如，直销银行打造线上线下的无缝衔接以满足客户的服务需求，但其技术含量较低，存在盲目扩张问题。二是银行在战略定位上，从以产品为中心到以客户为中心的战略转型认识不够深入。部分银行在转型过程中片面追求新型技术的应用，而忽视真实的用户体验和误判技术应用价值。

3.2 技术深化能力欠缺

部分中小银行因自身条件欠缺，难以充分利用数字技术和数据要素。一方面，由于引入的技术门槛过高、建模周期长等问题，导致新技术快速落地与规模化应用存在障碍。因此，银行需要借助第三方来补短板、强弱势，解决金融服务有效性供给不足的问题。另一方面，银行金融机构在数字化转型初期，系统升级、人员和研发投入巨大，且数字化转型是一项长期持续性系统工程，需要持续高强度的研发投入，短期内成效不显著，中小银行机构面临较大的市场竞争压力。

3.3 风险管理挑战不小

金融机构数字化转型面临数据风险和高杠杆经营风险。数据风险方面，银行业金融机构部门之间行政链条过长导致数据传输不流畅或受阻，银行业内缺乏统一的数据标准，同行业间数据整合和应用较困难。同时，数字技术的发展增加了电信欺诈、隐私窃取等金融犯罪的隐蔽性，网络安全风险叠加，个人隐私保护难以得到有效保证，数据安全受到威胁。高杠杆经营风险方面，数字化转型的冲击已造成线下物理网点数量减少，银行业金融机构逐步向着资产轻型化发展，并在与科技公司合作过程中借助ABS等金融产品扩大杠杆以增加经营范围，银行业金融机构也暴露在高杠杆经营风险中。

4 量子技术在商业银行数字化转型中的应用

随着数字经济与社会发展各领域融合的深度和广度的不断扩展，银行业金融机构在数字化转型过程中遭遇算力瓶颈、数据治理、信息安全风险等问题。而量子信息技术在量子通信、量子计算和量子测量三个方向上的应用，能够为商业银行数字化转型提供算力水平提升、信息传输安全性提高和测量精准度增加的技术支持。

4.1 量子通信在金融数据传输中的应用

量子通信技术有助于提升金融信息传输的安全性。量子具有叠加性和纠缠特性，当数据受到窃听或攻击时会引发量子坍塌，合法的数据收发双方会通过一定的步骤检验发现窃听行为，从而采取加密保护措施，保证金融信息传输的安全性和准确性。近年来，金融业正在探索通过量子密钥分发技术进行数据加密的量子密码技术。例如，2021年5月，中国工商银行成功实现量子通信技术在客户信息加密场景中的应用，量子通信技术在助力银行业金融机构防范数据传输风险上取得了重要突破。量子保密通信是一种安全的传输方式，其保密通信的安全性在数学上已获严格证明，量子保密通信最显著的优势是传输的安全性，目前中国量子通信已经可以为银行、证券、期货、基金等金融机构开展数据中心异地灾备、企业网银实时转账等应用，有望解决金融机构在数据治理安全性方面的痛点。

4.2 量子计算在金融算法改进上的应用

量子计算能提升商业银行的竞争力集中在模型优化、资产定价和机器学习三方面。一是投资组合优化。量子计算机的计算能力随着量子比特数量的增加呈指数级增长，这种优势意味着量子计算能为具有多变量的问题提供最佳的解决方法，如投资组合优化、套利策略和交易成本最小化等计算问题，通过量子计算实现投资组合优化。二是量子计算的并行计算优势，有望解决金融资产的实时定价问题。银行业金融机构通过引入量子计算，可在数据迭代中提升模型的准确性，算法的优化能降低计算能耗，实现期权等金融衍生品的实时定价，从而解决银行业金融机构在数字化转型过程中算法算力不足的困难。如中国建设银行旗下的金融科技子公司建信金科与本源量子联合研发业内首批量子金融应用算法，包括量子期权定价算法和量子风险价值计量算法，积极推动国内量子生态的构建。三是量子计算有望让机器在短时间内理解复杂的算法，提升机器学习的效率。随着更多非结构化数据逐步纳入人工智能与机器学习中，经典计算的硬件算力已经无法满足庞大的数据处理需求和数据训练工作量。而量子计算的应用在消除数据盲点、开发更多金融场景和提升客户体验方面潜力巨大。

5 量子技术应用于金融领域的挑战

随着数据爆炸式增长，经典计算机已经难以满足金融業呈指数级增长的算力要求，而量子计算能以强大算力的优势，拓展经典计算处理能力的极限。但量子技术在金融领域规模化商用还要克服许多挑战，其在硬件技术、安全可靠性、人才队伍建设等方面仍存在局限性，商用化的前景难以预测。

5.1 在运行环境和硬件上受限

从量子计算机实现的环境看，运行环境和退相干性成为量子计算机发展的制约因素。一是量子电路只有在非常低的温度下（接近绝对零度）才能发挥最好的效果。量子态极不稳定，任何外界的干扰都会使错误率增加，因此，量子计算机需要集中在寒冷的数据中心运行，但严格的低温条件却增加了运维成本。二是量子比特具有退相干性，量子计算机极易受到外界的影响而导致退相干，退相干限制了量子计算机的运行时间，为了保持运算结果的可靠性，量子计算必须在其退相干之前完成。量子计算中，随着量子比特数量的增加，维持量子比特相干性的难度也在不断增大。

5.2 安全可靠性难以保证

量子计算在密码学应用中的安全性难以保证。一是量子比特非常脆弱，极易受到误差和噪声的影响。量子比特在运行时设备中的噪声已经存在，在处理测量计算时，噪声使得计算结果表现出误差，且金融领域中的计算相当复杂且耗时，如何抑制噪声对量子计算的影响成为一大技术挑战。相较量子通信，量子计算的技术突破难度更高，量子纠错算法的准确性难以保证。随着量子算法复杂度的提升，大量的噪声被不断放大，使得量子计算结果不准确。二是量子加密远不如理想中的可靠。一方面，上海交通大学研究团队有相关研究指出，量子加密技术能够被攻破原因正是其本身就存在物理性质上的缺陷，如不确定性和不可区分性。随着金融业数字化转型的深入，量子计算在安全性方面的漏洞也将不断被发现。量子计算可能会破解目前正在使用的许多公钥密码系统，使得金融业传统密码系统安全性受到威胁。另一方面，量子计算在信息加密方面的应用并非绝对可靠，其发展与密码学技术相互制衡。由于量子计算突破的只是区块链中的密码学技术，而密码学技术是不断升级和可替代的，其能衍生出新的算法与量子计算相抗衡。量子计算在金融领域应用的安全性并不绝对可靠，研发者对量子比特的操控能力还不成熟，量子计算在金融领域的广泛应用还有很多难题待攻克。

5.3 量子技术人才壁垒高

量子技术有较高的人才壁垒，推进量子技术研究受到量子人才短缺的挑战。一方面，量子研究准入门槛高，全球从事量子计算的科研人员较少，全球的大学几乎没有提供与量子计算有關的专业学位，只是设置部分选修课程，在量子技术研发团队上的组建相对滞后。另一方面，量子技术对人才的专业素质要求较高，量子技术的专业门槛较高，绝大多数学习者需要具备丰富的知识储备和专业技能。量子技术是一门综合性学科，随着量子技术深入发展，将衍生出更多细分学科，比如量子金融、量子计算等，对复合型量子人才的培养提出了更高的要求。

6 量子技术赋能银行业数字化转型的对策

目前银行数字化转型虽然取得了一定的阶段性成就，可以预见量子技术将为金融业的发展带来技术红利，但也面临技术短板、安全可靠性不足、组织管理低效和监管套利等方面的挑战。本文将从战略目标、研发能力、组织重构三个方面提出有价值的应对策略，以加速银行业数字化转型。

6.1 细化银行自身定位的战略目标

完善银行业数字化转型的顶层设计，将量子科学技术纳入转型的战略目标。为更好地开展数字化布局，银行业需要将以客户为中心的战略定位具体细分为个人金服条线与对公金服条线，创造性地将量子技术融入金融发展中。

一是个人金服，充分运用数字技术最大程度触及用户，挖掘长尾客群的金融服务需求。在将量子技术引入数字化转型过程中，银行业金融机构可通过大数据、智能投顾、生物识别和量子计算等技术手段研发个性化、定制化的金融产品与服务，对用户进行画像从而实现智能营销、精准营销，并根据客户的反馈对数字金融产品持续优化。二是对公金服，将量子科学技术嵌入数字化生态场景建设中。银行业金融机构应加强与金融科技公司的合作，搭建金融、非金融服务平台，将场景自建重点向基层政务公共服务、惠民便民公共服务、农村资产管理服务等方向拓展。三是探索量子技术在绿色金融中的应用。绿色金融科技有助于量化环境效益和企业转型的风险，银行应该充分利用量子计算的并行计算优势，有序推动碳减排工具研发，支持清洁能源、节能环保和碳减排技术的发展。同时，银行应主动探索量子计算在绿色金融资产定价上的应用，运用量子算法优化绿色金融投资组合，推动量子计算优化环境效益计算模型和转型风险因子评价，确定绿色金融产品的合理收益率，推动量子技术融入绿色发展理念中。

6.2 量子技术的难题攻克

金融机构应参与金融业量子技术信息标准的制定等方面重点发力，为量子技术难题的攻克提供必要的人才支持、资金支持和软硬件设备支持。具体地，一是从硬件设施上，降低周围环境对量子电路元件的影响，提高量子位保真度，是延长退相干可靠解决方案之一;从算法上，通过开发相应的量子纠错算法，降低存储在设备中数据的随机波动带来的偏差。二是确立金融业量子技术信息标准，主要是数据标准与API标准。银行部门应持续着力提升API技术的接入能力，通过打造开放平台将金融产品和服务嵌入客户的衣食住行以及社交、娱乐、投资、消费等生活场景中。三是主动参与量子技术落地金融服务的研发过程，为研发团队提供资金和软硬件设备支持，重点在量子人才队伍的组建。各银行应通过自建、合建、外购等方式引入量子保密通信技术等数字技术，积极联合我国科研院所和高校，合作成立研发团队，强化与大型金融科技企业的合作。同时银行业应积极吸纳量子技术人才，投入专项资金支持量子技术的发展和人才的培养。

6.3 重塑组织文化

组建数字化转型部门，向分布式架构转型，重塑创新的组织文化。当传统组织框架无法支持产品迭代和创新时，构建敏捷化的组织有利于为银行业跨越式发展注入活力。

具体地，一是银行金融机构应该跨部门组建数字化转型团队，从各个业务部门抽调专业人才，开设量子技术研究岗位，形成灵活的数字化部门，转型成跨职能、端到端的网格式敏捷化组织，创新扁平的决策机制。二是完善科技治理框架，从集中式架构向分布式架构转型，银行应集中保留支付、结算和存贷等核心业务，将大量管理业务剥离，通过交易服务层、数据库分库分表等模式将不同的模块与服务实时打包，降低银行的管理成本，提高业务运行效率。三是银行应从组织内部进行创新变革，重塑开放创新的组织文化。银行应提供数字化创新专项预算，改革创新激励机制，同时对员工开展数字化基本技能培训，从思维、理念和格局提升员工数字化素养。

7 银行业数字化转型——以开放银行为例

2015年英国竞争和市场管理局（CMA）及财政部两大机构首次使用“开放银行”这一概念，并将其界定为，引导银行在客户允许并充分保护个人隐私的前提下，通过应用程序编程接口（API）向第三方服务提供商开放数据，以便为客户提供更好的服务。开放银行为我国银行业金融机构数字化转型提供重要的经验借鉴。本文基于量子技术视角，从应用价值、挑战与对策三方面讨论量子技术对开放银行的影响。

7.1 量子技术对开放银行的应用价值

量子技术在主要在经营理念、技术支持、监管效率三方面对开放银行具有应用价值。一是量子技术的引入将重塑开放银行的经营理念，提供更多维的金融产品。剑桥量子计算（CQC）最新研究表明，量子计算机可学会推理，能输出推理问题的潜在解决方案或预测未来结果的可信度。这意味着量子计算机通过开放银行打通内部系统金融数据和外部场景数据，能不断完善客户画像与构建用户标签体系，提升开放银行精准营销能力，从而优化开放银行重视提升客户体验的经营理念。二是量子技术将为开放银行创新型金融产品和服务提供技术支持。首先是标准化的金融产品，量子计算能够优化金融算法，为金融衍生品定价提供算法支撑，降低金融衍生品的定价成本，从而提高金融资产的定价效率，为开放银行提供标准化的金融产品。其次是金融服务，比如量子计算在金融领域的货币套利优化问题。基于量子计算而设计的新算法可以对开放银行多样化的金融产品进行风险评估，从而降低投资风险以防止过度投机，获得精准度较高的风险价值。

7.2 量子技术在开放银行运用中的挑战

量子技术对当前开放银行营销理念、技术支撑、监管方式的影响都还只是沙盘推演，距离真正落地还有很多挑战待攻克。这些挑战既包括量子技术自身需要解决的技術难题，又包括量子技术与金融跨领域交叉过程中产生的新问题。

开放银行引入量子技术过程中如果缺乏行业规范和标准指引，会增加合作者的沟通成本。缺乏行业规范和标准指引易导致商业银行与其他合作伙伴间因理解偏差而互相推卸责任，给数据治理造成困扰。另外，API技术对接标准和量子技术在金融信息系统中应用标准的缺失，会导致各银行与合作伙伴因API对接标准不同，造成对接过程的低效高耗。量子技术可能会给开放银行发展带来风险。量子加密技术的安全性和可靠性还有待大量实验验证，该技术在将来有可能被破解，致使开放银行生态系统中的参与者遭受损失。

7.3 推动量子技术在开放银行中落地的对策

开放银行建设是一个系统性工程，是银行业数字化转型的缩影。量子技术将给开放银行造成新的冲击，如何应对新技术的挑战、创新开放型商业模式，本文从战略定位、技术应用两方面提出对策。

一是将开放银行放在全行的战略高度，加强顶层规划。首先，从全行战略层面高度重视，明确量子技术与开放银行模式在数字化转型中的战略地位。在总行层面成立跨行跨部门工作组，确立开放银行的总体目标和战略规划。其次，各银行在数字化进程中应采用差异化转型策略，明确自身与同业在客户群体、业务、场景开发和营销渠道方面的差异，借助量子技术手段，重点向养老、政务服务、民生生活和农村建设方面强化进行数字化布局。二是银行应加强自身对量子技术的应用能力和数据治理能力。对于大型商业银行而言，应提升开放平台建设能力，技术部门应加快API功能接口融合，提升金融服务对接能力。对于中小型商业银行而言，应加强与金融科技公司、第三方技术提供商的合作，以弥补自身在资金和科研力量薄弱的缺陷。同时银行业应充分挖掘量子通信、量子计算等技术对金融业务创新的价值，加强自身的技术服务能力，明确自身流量入口与API开放范围。为避免泄露用户隐私和非法窃取行业数据等风险，商业银行可分层次、分步骤地向第三方开放金融数据，深化自营平台建设。

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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