14.9.2023

Výdaje na kvantovou výpočetní techniku výrazně vzrostou. Vyplatí se to?

Mnoho firem poskytujících finanční služby bude využívat kvantové technologie, aby zvýšily své kapacity a získaly konkurenční výhodu.

shutterstock 276609200 lo

Doba kvantových počítačů se rychle blíží a odvětví finančních služeb (FSI) by se na ni mělo připravit. Zvýšené kapitálové investice a patentové registrace na hardwarové technologie naznačují, že výdaje na rozvoj související s kvantovými technologiemi v příštích několika letech pravděpodobně rychle porostou. Celosvětově se očekává, že výdaje odvětví finančních služeb na tyto nové technologie vzrostou 233krát z pouhých 80 milionů USD v roce 2022 na 19 miliard USD v roce 2032, přičemž desetileté CAGR bude činit 72 % (Figure 1). Firmy, které nyní pracují na vývoji nových možností souvisejících s kvantovými technologiemi, by potenciálně mohly získat konkurenční výhodu.

US176540 Figure1

Očekává se, že kvantové počítače radikálně zvýší výpočetní schopnosti pro složité matematické operace, jako jsou finanční simulace a modelování. Mohly by však také představovat riziko pro kybernetickou bezpečnost. Toto riziko vyplývá z jejich potenciální schopnosti implementovat algoritmus vyvinutý v roce 1994 Peterem Shorem (Shorův algoritmus), který by učinil mnoho současných kryptografických technologií zastaralými. Ačkoli časový rámec pro uskutečnění takového útoku je nejistý, potřeba zmírnit riziko je tak významná, že je čas jednat.

Na straně softwaru a služeb jsou hnací silou rychlého zavádění kvantových technologií dva faktory: zvýšená poptávka v důsledku zranitelnosti kybernetické bezpečnosti a propojování firem s různými řešeními, která v souhrnu poskytují komplexní služby ke zlepšení kybernetické bezpečnosti. Tyto skupiny jsou řízeny tvůrci řešení, kteří identifikují nově vznikající technologie a spolupracují s podnikateli a společnostmi. Smyslem tohoto procesu je využít nově vznikající technologie k poskytnutí komplexních řešení a zároveň zmírnit rizika, která jsou obvykle spojena se zaváděním nejmodernějších technologií.

S rozvojem technologií a nárůstem zranitelností na kybernetické útoky se pravděpodobně výrazně zvýší počet technologií zaměřených na kvantovou výpočetní techniku.Na straně rozvoje je možná menší naléhavost, ale některé firmy se přesto připravují na zvyšování příjmů a spokojenosti zákazníků prostřednictvím zařízení s podporou kvantových výpočtů. Před dosažením těchto cílů se však vedoucí představitelé podniků musí zaměřit na bezpečnost, protože s větším výkonem může přijít i více hrozeb.

Ochrana aktiv a zvyšování kybernetické bezpečnosti na kvantovém hřišti

Očekává se, že bezpečnostní výdaje FSI v souvislosti s kvantovou výpočetní technikou se v příštích několika letech zaměří na zmírnění rizika kybernetických útoků založených na kvantových počítačích. Pro odvětví, jako jsou finanční služby, která zpracovávají velké množství peněžních transakcí a uchovávají obrovské množství citlivých informací o zákaznících, jsou data důležitá. FSI budou pravděpodobně hlavním cílem kybernetických útoků a úniků dat pomocí kvantových počítačů. Odborníci z oboru varují, že až budou kvantové počítače v příštích několika letech komerčně dostupné, budou pravděpodobně schopny prolomit šifrování pomocí „public key cryptography“, který zabezpečuje 90 % všech globálních šifrovaných dat. Ve Spojených státech by jediný kvantový útok, který by narušil přístup k platebnímu systému Fedwire Funds Service pro jednu z pěti největších finančních institucí, vedl ke kaskádovému selhání finanční sítě s dopadem na HDP USA ve výši 2,0-3,3 bilionu USD. Někteří hackeři dokonce již nyní získávají zašifrovaná data s úmyslem je v budoucnu dešifrovat pomocí komerčně dostupného kvantového počítače, což z této kybernetické bezpečnostní hrozby činí současný, nikoliv budoucí problém.

Až budou v roce 2024 dokončeny a zveřejněny postkvantové kryptografické standardy Národního institutu pro standardy a technologie, mohlo by to sloužit jako základ pro regulační tlak na kvantově odolnou kryptografii v odvětví finančních služeb. Při přechodu ze současné kryptografie na kvantově odolnou kryptografii bude možná nutné všechny stávající citlivé informace znovu zašifrovat a kryptografické algoritmy vylepšit tak, aby byly kvantově odolné. Nový systém bude pravděpodobně vyžadovat značné investice do hardwaru, softwaru, komunikace a infrastruktury. Investice do modernizace systémů a dodržování předpisů budou pravděpodobně v příštích 10 letech hnací silou trhu s kvantově odolnou kryptografií pro odvětví finančních služeb.

Inovace v postkvantové kryptografii (PQC)

Některé firmy se připravují na potenciální hrozby, které kvantové počítače přinášejí. Již několik let probíhá vývoj postkvantové kryptografie (PQC), což jsou nové techniky kybernetické bezpečnosti odolné vůči kvantům, které bude nutné v budoucnu nasadit k zabezpečení dat a transakcí. Jedna z takových nově vznikajících kvantově odolných technologií využívá přístup blockchainu k šifrování dat na úrovni záznamu pomocí hardwarově vylepšeného postkvantového kryptografického bezpečného klíče pro každý datový prvek. Inovace tohoto přístupu je dvojího druhu. Za prvé, data jsou zabezpečena uvnitř obvodu, místo aby byla dalším „plotem“ kolem nezabezpečených datových prvků. Zadruhé, díky přístupu založenému na blockchainu jsou data a jejich administrativní záznamy neměnné a manipulace s nimi je dohledatelná. PQC se bude pravděpodobně nadále vyvíjet a zlepšovat svou schopnost zmírňovat rizika na základě nových, vládou schválených technik spolu s novými metodami.

Jak může kvantová výpočetní technika pomoci organizacím zlepšit zapojení zákazníků a generovat další příjmy?

Firmy poskytující finanční služby také využívají kvantové výpočty, aby získaly náskok před konkurencí. Mezi tyto případy použití patří: simulace Monte Carlo, optimalizace portfolia, minimalizace rizik a složité výpočty derivátů. Kvantové počítače lze také využít ke zlepšení schopnosti umělé inteligence získávat užitečné informace z velkých objemů dat. Společnosti mohou také využít sílu kvantové výpočetní techniky ke zlepšení služeb zákazníkům tím, že budou zpracovávat vstupy a jednání zákazníků a předpovídat jejich potřeby téměř v reálném čase.

Výdaje FSI na případy využití kvantové výpočetní techniky pro růst zaostávají za výdaji na bezpečnost, protože kvantové počítače v plném rozsahu nejsou v současné době stále komerčně dostupné. Přesto se výdaje na kvantové technologie, jako jsou například kvantové žíhací stroje, pro konkrétní případy použití začaly vynakládat ve firmách, které se strategicky rozhodly stát se lídry v oblasti kvantové výpočetní techniky. Očekává se, že tyto firmy přejdou na výkonnější kvantový výpočetní hardware, jakmile bude komerčně dostupný.

Využití výhod kvantové výpočetní techniky vyžaduje jiné odborné znalosti, než jaké se získávají při programování a architektuře tradičních IT systémů. Z tohoto důvodu několik FSI firem, mezi nimi Goldman Sachs, JPMorgan Chase, HSBC a Barclays, vytvořilo týmy, které mají za úkol zjistit, jaké problémy chtějí pomocí kvantových počítačů řešit, a naprogramovat řešení, která budou v rámci platformy kvantové výpočetní techniky účinná. Možnosti kvantové výpočetní techniky mohou organizacím pomoci vytvořit informační výhodu oproti konkurenčním společnostem, kterou lze udržet alespoň v počáteční fázi zavádění kvantové výpočetní techniky, která může trvat několik let.

Pokud se kvantová výpočetní technika masově rozšíří počátkem roku 2030, jak se všeobecně očekává, informační výhoda se pravděpodobně změní na informační paritu. Kvantové technologie a možnosti však nebudou o nic méně cenné. Pravděpodobně se stane nezbytností pro alespoň několik oblastí, kde rychlost a komplexnost přispívají k optimalizaci podnikových procesů.

Firmy, které chtějí být na straně rozvoje hned na začátku, budou pravděpodobně muset začít zkoumat a experimentovat s možnými případy využití kvantové výpočetní techniky již nyní. Na straně zabezpečení mohou firmy začít inventarizací svých dat a systémů pro nadcházející přechod na postkvantové kryptografické standardy. Vzhledem ke kombinaci urgentnosti a příležitostí již firmy FSI začaly vynakládat výdaje na kvantové technologie a je pravděpodobné, že se tyto výdaje budou v příštích 10 letech zvyšovat. V určitém okamžiku v budoucnosti se možná dočkáme i doby, kdy se kvantové výpočty stanou normou a budou se nazývat jen "výpočetní".