一、中国金融科技发展的宏观方向与对信息技术的需求
金融科技，是指利用信息技术和创新思维，为金融业提供更高效、更便捷、更智能、更安全的服务和产品的一种新型业态。金融科技的发展，不仅能够提升金融业的效率和质量，降低金融业的成本和风险，还能够促进金融业的创新和转型，满足社会和经济发展的多元化和个性化的金融需求，推动金融业对实体经济的支持和服务。
中国作为世界上最大的发展中国家，拥有庞大的人口、市场和资源，也面临着复杂的经济社会问题和挑战。在新时代，中国坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻新发展理念，构建新发展格局，推动高质量发展，实现全面建设社会主义现代化国家的目标。在这一过程中，金融科技发挥着重要的作用。
金融科技的发展，需要依托于先进的信息技术。信息技术是金融科技的基础和核心，是金融科技创新和应用的关键驱动力。随着信息技术的不断进步和革新，金融科技也在不断地更新换代和突破创新。从电子计算机到互联网，从大数据到人工智能，从区块链到云计算，每一次信息技术的变革，都给金融科技带来了新的机遇和挑战。
在当前和未来一段时期，中国金融科技发展对信息技术的需求主要集中在以下几个方面：
一是算力。算力是指信息处理能力，是衡量信息技术水平的重要指标。随着金融业务的复杂化、数据量的增长、算法的优化、模型的深度等因素的影响，金融科技对算力的需求越来越高。算力不足会导致金融科技服务和产品的速度、精度、稳定性等方面受到限制，影响用户体验和市场竞争力。
二是保密。保密是指信息安全性，是保障信息技术可靠运行的基本条件。金融业涉及到大量的敏感信息，如个人隐私、账户密码、交易记录、资产状况等，这些信息一旦泄露或被篡改，会给用户造成严重的损失和风险。因此，金融科技对保密性有着极高的要求。
三是隐私。隐私是指用户对自己信息控制权的保护，是维护用户权益和信任度的重要因素。在大数据时代，用户产生了海量的数据，并通过各种渠道分享给第三方。这些数据包含了用户的行为、偏好、习惯等方面的信息，具有极高的价值和意义。然而，在数据收集、存储、分析、使用等过程中，用户的隐私往往面临着被侵犯、滥用、泄露等风险。因此，金融科技需要尊重和保护用户的隐私权，遵守相关的法律法规和道德规范。
四是安全。安全是指信息系统的稳定性和可靠性，是保证信息技术正常运行的重要保障。金融业是一个高度依赖于信息系统的行业，任何一点故障或异常都可能造成巨大的损失和危机。因此，金融科技需要建立健全的信息系统安全防护机制，防范和应对各种可能的威胁和攻击，如黑客、病毒、木马、网络战、自然灾害等。
五是网络化。网络化是指信息技术的普及和覆盖程度，是扩大信息技术服务范围和受众的重要手段。随着互联网、移动互联网、物联网等技术的发展，信息技术已经渗透到社会生活的各个领域和层面，形成了一个庞大的网络空间。金融科技需要利用网络化的优势，实现金融服务和产品的无缝对接和无处不在，满足用户的多样化和便捷化的需求。
六是信息化。信息化是指信息技术在各个行业和领域的应用和推广程度，是提升各个行业和领域效率和质量的重要途径。金融科技需要与各个行业和领域紧密结合，利用信息技术为其提供更优质、更高效、更智能、更安全的金融服务和产品，促进各个行业和领域的发展和转型。
七是数字化。数字化是指信息技术对各种资源和要素的转换和表达能力，是实现信息技术创新和应用的重要基础。金融科技需要利用数字化的能力，将各种复杂的金融业务、数据、规则、模型等转换为数字化的形式，实现金融业务流程的简化、标准化、自动化、智能化等，提升金融业务处理能力和水平。
综合以上需求，我们可以想见，中国金融科技发展对信息技术有着巨大而紧迫的需求。然而，传统的电子信息网络技术已经难以满足这些需求，甚至出现了一些瓶颈和局限。因此，我们需要寻找一种更先进、更强大、更安全、更智能的信息技术来支撑金融科技发展。这种信息技术就是量子计算与信息技术。
二、金融机构信息技术创新需求分析
随着数字经济的发展，金融机构面临着激烈的市场竞争和客户需求的多样化、个性化、智能化。为了提升金融服务的效率、质量和安全，金融机构需要加快信息技术创新，实现金融业务的数字化转型。根据《中国金融科技生态白皮书》，2020-2022年国有大型银行科技投入年均增长约34.54%，远高于其整体收入4.44%的年均增速，且传统金融机构在金融科技战略定位上正在从“科技赋能”逐步向“科技引领”转型。以下通过一些具体的案例给出大型机构在实施金融科技与信息技术创新的需求。
中国工商银行：作为我国最大的商业银行，工商银行积极推进信息技术创新，打造智慧银行。工商银行在数字化基础设施方面，建设了全球最大规模的云计算平台，实现了核心系统云化、数据中心云化、网络云化和安全云化；在数据智能方面，建立了全球最大规模的数据湖平台，实现了数据资源的集中管理、共享开放和价值挖掘；在业务创新方面，推出了“智慧柜员机”、“智慧网点”、“智慧客服”、“智慧风控”等一系列智能化产品和服务，提升了客户体验和运营效率。
中国建设银行：作为我国最大的住房按揭贷款银行，建设银行以信息技术创新为引领，打造住房金融生态圈。建设银行在数字化基础设施方面，建立了全球最大规模的分布式数据库平台，实现了海量数据的高效存储和处理；在数据智能方面，建立了全球最大规模的知识图谱平台，实现了数据资源的语义化理解和关联分析；在业务创新方面，推出了“e家e贷”、“e家e购”、“e家e租”等一系列住房金融产品和服务，实现了住房金融全链条覆盖。
中国农业银行：作为我国最大的农村金融服务提供者，农业银行以信息技术创新为支撑，打造农村金融生态圈。农业银行在数字化基础设施方面，建立了全球最大规模的物联网平台，实现了农村地区的网络覆盖和感知能力；在数据智能方面，建立了全球最大规模的农业大数据平台，实现了农业生产经营数据的采集、分析和应用；在业务创新方面，推出了“农信易贷”、“农信易购”、“农信易保”等一系列农村金融产品和服务，实现了农村金融全场景覆盖。
中国中信银行：作为我国最大的股份制商业银行，中信银行以信息技术创新为动力，打造智能金融生态圈。中信银行在数字化基础设施方面，建立了全球最大规模的云原生平台，实现了应用系统的快速开发和部署；在数据智能方面，建立了全球最大规模的机器学习平台，实现了数据资源的智能化处理和决策；在业务创新方面，推出了“中信星球”、“中信钱包”、“中信小白”等一系列智能金融产品和服务，实现了智能金融全渠道覆盖。
中国人保：作为我国最大的保险集团，人保以信息技术创新为驱动，打造保险金融生态圈。人保在数字化基础设施方面，建立了全球最大规模的区块链平台，实现了保险业务的去中心化和信任机制；在数据智能方面，建立了全球最大规模的人工智能平台，实现了保险数据的智能化识别和理赔；在业务创新方面，推出了“人保e生活”、“人保e理财”、“人保e健康”等一系列保险金融产品和服务，实现了保险金融全流程覆盖。
中国中信证券：作为我国最大的证券集团，中信证券以信息技术创新为核心，打造证券金融生态圈。中信证券在数字化基础设施方面，建立了全球最大规模的量化交易平台，实现了证券交易的高效执行和优化；在数据智能方面，建立了全球最大规模的大数据分析平台，实现了证券市场的深度挖掘和预测；在业务创新方面，推出了“中信e投顾”、“中信e财富”、“中信e社区”等一系列证券金融产品和服务，实现了证券金融全维度覆盖。
由上述大型机构案例可见，我国典型金融机构都有着强烈的信息技术创新需求，通过运用云计算、大数据、物联网、区块链、人工智能等前沿技术，不断提升金融服务的质量、效率和安全性，满足客户的多元化、个性化和智能化需求，增强金融业的竞争力和创新力。
三、金融机构在服务实体经济方面的金融科技创新需求
金融机构的核心职能之一是为实体经济提供资金、信用、风险管理等服务，促进经济增长和社会发展。在当前的经济形势下，实体经济面临着转型升级、创新驱动、绿色发展等重大课题，需要金融机构提供更加精准、高效、智能、绿色的金融服务。这就要求金融机构在服务实体经济方面，加快金融科技与信息技术的创新应用，提升金融服务的质量和效率，降低金融服务的成本和风险，增强金融服务的普惠性和可持续性。
具体来看，金融机构在服务实体经济方面的金融科技与信息技术创新需求主要有以下几个方面：
一是在服务工业制造业方面，需要利用金融科技与信息技术，提升工业制造业的数字化、智能化、网络化水平，促进工业制造业的高质量发展。例如，利用大数据、云计算、人工智能等技术，构建工业互联网平台，实现工业数据的采集、分析、交换和应用，为工业制造企业提供精准的信贷、保险、租赁等金融服务；利用区块链、物联网、5G等技术，打造供应链金融生态系统，实现供应链上下游企业的信息共享和资金流动，为工业制造企业提供高效的融资、结算、清算等金融服务；利用量子计算机、量子加密卡、量子随机数等技术，提升工业制造企业的信息安全和风险防范能力，为工业制造企业提供安全的支付、转账、存储等金融服务。
二是在服务农业农村方面，需要利用金融科技与信息技术，提升农业农村的现代化、绿色化、智慧化水平，促进农业农村的全面振兴。例如，利用遥感卫星、无人机、物联网等技术，构建农业大数据平台，实现农作物的种植、生长、收割等全程监测和管理，为农业生产者提供精准的保险、贷款、补贴等金融服务；利用区块链、电子商务、移动支付等技术，打造农产品电子交易平台，实现农产品的溯源、标准化、品牌化和市场化，为农产品销售者提供便捷的交易、结算、物流等金融服务；利用量子计算机、量子加密卡、量子随机数等技术，提升农业农村的信息安全和风险防范能力，为农民和农村合作社提供安全的储蓄、转账、投资等金融服务。
三是在服务低碳环保方面，需要利用金融科技与信息技术，提升低碳环保产业的创新能力、竞争力和发展潜力，促进低碳环保产业的繁荣发展。例如，利用大数据、云计算、人工智能等技术，构建碳排放交易平台，实现碳排放的监测、核算、交易和管理，为低碳环保企业提供灵活的碳资产管理和碳金融服务；利用区块链、物联网、5G等技术，打造绿色供应链金融平台，实现绿色产品和服务的信息共享和资金流动，为低碳环保企业提供优惠的融资、结算、清算等金融服务；利用量子计算机、量子加密卡、量子随机数等技术，提升低碳环保企业的信息安全和风险防范能力，为低碳环保企业提供安全的支付、转账、存储等金融服务。
四是在服务社会服务业方面，需要利用金融科技与信息技术，提升社会服务业的普惠性、高效性和可持续性，促进社会服务业的健康发展。例如，利用大数据、云计算、人工智能等技术，构建社会信用评价平台，实现社会服务机构和个人的信用评级、信用报告和信用监管，为社会服务机构和个人提供合理的信贷、担保、招标等金融服务；利用区块链、电子商务、移动支付等技术，打造社会服务电子交易平台，实现社会服务的在线预约、在线支付、在线评价和在线投诉，为社会服务机构和个人提供便捷的交易、结算、物流等金融服务；利用量子计算机、量子加密卡、量子随机数等技术，提升社会服务机构和个人的信息安全和风险防范能力，为社会服务机构和个人提供安全的储蓄、转账、投资等金融服务。
四、量子计算信息技术与传统电子信息网络技术的优势对比
量子计算信息技术是基于量子力学原理的一种新型信息技术，它利用量子比特作为信息载体，实现对信息的编码、存储、传输、处理和检测。量子比特与传统的二进制比特不同，它可以同时处于0和1的叠加态，从而实现信息的并行处理和超大规模的数据压缩。量子计算信息技术具有以下几个方面的优势：
一是算力优势。量子计算机可以利用量子算法解决一些传统计算机难以或无法解决的问题，例如大整数分解、优化组合、机器学习、人工智能等。量子计算机的运算速度与量子比特数呈指数增长，而传统计算机的运算速度与二进制比特数呈线性增长。例如，一个20比特的量子计算机可以同时表示约100万种状态，而一个20位的传统计算机只能表示一种状态。因此，量子计算机可以在短时间内完成传统计算机需要数年甚至数百年才能完成的任务，大幅提升了金融科技领域对于高效率、高精度、高复杂度的算力需求。
二是保密优势。量子加密是一种利用量子力学原理实现信息安全传输的技术，它可以保证在任何条件下都无法被破解或窃听。量子加密的核心是利用量子纠缠和量子不可克隆性，实现密钥分发和信息编码。量子纠缠是指两个或多个量子比特之间存在一种特殊的关联，使得它们的状态总是相互依赖，即使它们相隔很远。量子不可克隆性是指任何对量子态的测量都会破坏其叠加态，从而导致信息丢失或改变。因此，如果有第三方试图窃听或干扰量子信道，就会被立即发现，并且无法复制或还原原始信息。这样，量子加密可以实现绝对安全的通信，满足金融科技领域对于保密性、隐私性、安全性的高标准要求。
三是随机性优势。量子随机数是一种利用量子力学原理产生的真正随机数，它具有完美的均匀性、不可预测性和不可重现性。量子随机数与传统的伪随机数不同，后者是由确定性的算法生成的，其随机性取决于初始值和周期长度，并且可能被猜测或重复出现。量子随机数可以用于加密、认证、数字签名、抽奖、博彩等场景，提高了金融科技领域对于随机性、公平性、可信性的需求。
四是网络化优势。量子通信是一种利用量子力学原理实现信息高速传输和高效处理的技术，它可以克服传统通信中存在的信号衰减、干扰、噪声等问题，实现远距离、高带宽、低延迟、低功耗的通信。量子通信可以构建全球范围的量子网络，实现量子计算机、量子加密卡、量子随机数发生器等设备的互联互通，形成一个高效、安全、智能的量子信息平台，满足金融科技领域对于网络化、信息化、数字化的需求。
结合以上优势分析可见，量子计算信息技术与传统电子信息网络技术相比，具有明显的优势，可以为金融科技领域提供更强大、更安全、更智能的信息服务，推动金融科技创新与发展。
五、中国金融机构引入量子计算信息技术的必要性分析
量子计算机与量子信息技术是当今世界科技创新的前沿领域，也是未来金融科技发展的重要驱动力。中国各金融机构应该抓住这一历史机遇，积极引入量子计算机与量子信息技术，以提升金融服务的效率、安全、智能和创新水平。
首先，引入量子计算机与量子信息技术有利于提高金融服务的效率。量子计算机具有超强的并行计算能力，可以在短时间内处理海量的数据，解决复杂的优化、模拟、加密等问题。这对于金融服务中涉及的风险评估、资产配置、产品设计、市场预测等任务具有重要意义。例如，量子计算机可以在秒级别完成传统计算机需要数小时甚至数天的投资组合优化问题，为金融机构提供更高效的资产管理方案。量子计算机也可以利用量子模拟技术，模拟复杂的金融系统和市场动态，为金融机构提供更准确的风险控制和市场分析工具。
其次，引入量子计算机与量子信息技术有利于提高金融服务的安全。量子信息技术具有天然的抗攻击和抗干扰能力，可以保证金融数据和交易的保密性、完整性和可靠性。例如，量子加密卡可以实现无条件安全的数据加密和传输，防止黑客和第三方窃取或篡改金融信息。量子随机数可以生成真正随机的密码和密钥，增强金融系统的安全性和随机性。量子通信可以实现端到端的安全通信，保障金融机构之间和金融机构与客户之间的信任和合作。
再次，引入量子计算机与量子信息技术有利于提高金融服务的智能。量子计算机与人工智能相结合，可以实现更强大的学习、推理和决策能力，为金融服务提供更智能的解决方案。例如，量子人工智能可以利用量子优化算法，优化金融产品和服务的匹配度和个性化程度，提升客户满意度和忠诚度。量子人工智能也可以利用量子机器学习算法，挖掘金融数据中的隐藏规律和价值，为金融机构提供更深刻的洞察和建议。
最后，引入量子计算机与量子信息技术有利于提高金融服务的创新。量子计算机与量子信息技术可以为金融服务带来新的思维方式、新的方法论、新的应用场景和新的商业模式，激发金融创新的活力和潜力。例如，量子计算机可以利用量子编程语言和框架，开发出更多更好的金融应用软件和平台，为金融服务提供更多样化和差异化的选择。量子信息技术也可以利用量子网络和云服务，构建出更广泛和更灵活的金融服务网络，为金融服务提供更便捷和更优质的体验。
综合以上必要性，引入量子计算机与量子信息技术是中国各金融机构的必然选择，也是中国金融科技发展的必要条件。量子计算机与量子信息技术不仅可以提升金融服务的效率、安全、智能和创新水平，还可以增强中国金融机构在国际竞争中的优势和地位，为中国经济社会发展做出更大的贡献。
六、量子计算与信息技术在金融界的实际应用与影响
量子计算与信息技术作为一种前沿的科技创新，已经在金融界引起了广泛的关注和探索。许多国内外的金融机构和科技公司都在积极布局量子金融的研发和应用，试图利用量子计算的算力优势和量子信息的安全特性，提升金融服务的效率、质量和创新能力。通过一些具体案例，我们可以展示目前量子计算与信息技术在金融界的实际应用与影响。
一是量子计算在投资组合优化方面的应用 ：
投资组合优化是一种通过合理配置不同资产，以达到最大化收益或最小化风险的金融问题。这是一个典型的组合优化问题，随着资产数量和约束条件的增加，其求解难度呈指数级增长，对经典计算机的算力提出了巨大挑战。而量子计算可以利用量子比特的叠加态和量子线路的并行性，实现对多个可能解的同时探索，从而加速求解过程，并提高求解质量。
目前，已有多个国际金融巨头和科技公司在这一方面进行了尝试和探索。例如，摩根大通与IBM合作，利用IBM Q Network上的量子计算机，实现了对两种资产组合（分别包含两个和四个资产）的优化，并与经典方法进行了比较。结果表明，量子方法可以在更短的时间内得到更好的解。另外，高盛集团也与IBM合作，在IBM Q Network上运行了一个包含12个资产的投资组合优化问题，并使用了一种基于混合量子-经典方法的新型算法。
除了使用真实的量子计算机外，还有一些公司使用了基于经典计算机模拟的量子启发式算法，来解决投资组合优化问题。例如，西班牙一家初创公司Multiverse Computing应用量子启发式算法，在投资者能够承受的波动幅度内，实现了20%-80%的年回报率。另外，建设银行自主研发了“量子投资组合优化算法”，结合量子计算和经典计算对二进制组合优化问题进行近似求解，并将热启动算法与投资组合模型相结合，进一步提升算法准确性。
二是量子计算在风险管理方面的应用
风险管理是金融行业不可或缺的重要环节，涉及到风险识别、风险评估、风险控制等多个方面。其中，风险评估是通过建立数学模型来估计未来可能发生的损失或收益，并给出相应的概率分布。这通常需要大量的数据采样和模拟，对经典计算机的性能和效率提出了很高要求。而量子计算可以利用其强大的并行能力和抽样效率，来加速风险评估过程，并提高结果的精度和可靠性。
目前，已有多个国际金融巨头和科技公司在这一方面进行了尝试和探索。例如，摩根大通与微软合作，利用微软的量子开发工具包，实现了一个基于蒙特卡洛方法的风险分析模型，并与经典方法进行了比较。结果表明，量子方法可以在相同的时间内得到更高的精度。另外，西班牙对外银行（BBVA）也与多家量子计算公司合作，实现了基于蒙特卡洛方法的期权定价和VaR值估计，并与经典方法进行了比较。结果表明，量子方法可以在更少的时间内得到更好的结果。此外，中国工商银行也自主研发了“量子风险管理平台”，利用量子计算和人工智能技术，实现了对金融市场、信用风险、流动性风险等多种风险的综合评估和管理。
三是量子信息在金融安全方面的应用
金融安全是金融行业的生命线，涉及到金融数据的保密性、完整性和可用性。随着网络攻击的日益频繁和复杂，传统的加密技术面临着越来越大的挑战，尤其是在量子计算机的威胁下，许多经典加密算法可能被破解。而量子信息技术可以利用量子力学的基本原理，如不可克隆性、不可分割性、不确定性等，来实现对金融数据的高效和安全的传输和保护。
目前，已有多个国内外的金融机构和科技公司在这一方面进行了尝试和探索。例如，中国建设银行与阿里巴巴集团合作，利用阿里云上的量子加密卡，实现了对建设银行网银系统的安全加固，并成功抵御了多次网络攻击。另外，中国农业银行与中科院合作，在北京-上海量子通信骨干网上实现了跨省份的量子保密通信，并完成了首笔基于量子保密通信的跨境支付业务。此外，国际上也有一些金融机构和科技公司在探索量子信息技术在金融安全方面的应用，如美国摩根大通与IBM合作，在IBM Q Network上实现了基于量子密码学的安全数据传输；英国巴克莱银行与Cambridge Quantum Computing合作，在云端平台上实现了基于量子随机数生成器的安全数据加密等。
综合以上三方面的应用可见，量子计算与信息技术已经在金融界展示出了强大的潜力和影响力，为金融服务的效率、质量和创新提供了新的可能性和机遇。随着量子技术的不断发展和成熟，我们有理由相信，未来将会出现更多更广泛的量子金融应用场景和案例，为金融业带来更大的价值和优势。
七、天工量子计算机与量子算力网的服务能力
在前面的六节中，我们已经从多个角度论述了量子计算与信息技术对于中国金融科技发展的重要影响。我们认为，量子计算与信息技术是金融科技创新的强大引擎，能够为金融机构提供更高效、更安全、更智能的服务，同时也能够促进金融业与其他产业的深度融合，推动中国经济社会的高质量发展。在这一过程中，中国工程院陆军院士领导的“天工”超导量子计算机项目发挥了关键作用。
“天工”超导量子计算机是中国自主研制的第一台20比特的超导量子计算机，也是目前国内最先进的量子计算机之一。它通过合作研发、部分核心技术自研、全核心系统和关键元器件自研三步走战略实现快速升级迭代，具备20比特超导量子芯片设计、加工、测试能力，以及20比特超导量子计算机齐套运行能力。它的核心技术——20比特量子芯片经过48批次芯片迭代加工，实现20比特存活，平均退相干时间达到30usec，芯片整体性能处于国内先进水平。它还拥有自主开发的天工量子云平台，实现图形化编程和量子任务管理，将GPU接入天工量子云平台。2023年5月底，20比特量子计算机已实现接入移动云，初步实现了对外提供量子计算机研究和计算服务。目前，“天工”项目正面向100比特量子计算机开展数字化智能高效制造技术研究，并将在年内由研发中心完成100比特量子芯片批量生产任务。
“天工”超导量子计算机不仅是中国量子信息科学领域的一项重大成果，也是中国金融科技创新的一项重要支撑。它为金融机构提供了强大的量子算力网服务，使金融机构可以通过云端访问和使用“天工”超导量子计算机进行各种复杂的金融问题求解和优化。例如，在风险管理方面，“天工”超导量子计算机可以利用其优越的并行性和随机性，快速生成大规模的蒙特卡洛模拟数据，对金融市场进行精确预测和分析；在资产配置方面，“天工”超导量子计算机可以利用其强大的优化能力，高效解决组合优化问题，为投资者提供最优的投资策略；在密码学方面，“天工”超导量子计算机可以利用其无条件安全性和抗攻击性，实现高强度的量子加密卡、量子随机数、量子通信等技术，为金融交易和数据传输提供坚不可摧的保护。
“天工”超导量子计算机是中国金融科技创新的有力助手，也是中国金融业未来发展的重要引领者。它将帮助中国金融机构抢占量子计算与信息技术的制高点，提升金融服务的效率、安全性和智能性，促进金融业与其他产业的深度融合，推动中国经济社会的高质量发展。我们有理由相信，在“天工”项目的引领下，中国将成为全球金融科技创新的领导者，为人类社会的进步和繁荣做出更大的贡献。
作者：陈景武 蔡子元
（网络编辑：guest2021)
