QuSAA – Quantenalgorithmen für Strategische Asset Allokation

Quantencomputing optimiert Anlage-Portfolio von Versicherungsunternehmen

Asset-Allokation gehört seit Jahren zu einem Schwerpunkt unserer Abteilung »Finanzmathematik«. Darunter versteht man das Aufteilen eines Vermögens auf verschiedene Anlageklassen wie Anleihen, Aktien, Immobilien, Währungen und Edelmetalle. Unsere Mathematik unterstützt bereits seit Jahren im Portfoliomanagement der R+V Lebensversicherung AG. Im BMBF-Projekt »QuSAA – Quantenalgorithmen für Strategische Asset Allokation« untersucht ein Team um Dr. Pascal Halffmann und Dr. Ivica Turkalj zusammen mit unseren Projekt-Partnern jetzt zudem mögliche neue Wege mit Quantencomputing (QC).

Viele Unternehmen und Investoren stehen mindestens einmal im Jahr vor der Frage, wie ihr vorhandenes Kapital im kommenden Jahr am besten angelegt wird. Hierbei umfasst die Bewertung »am besten« mehrere Punkte, bei denen die jeweiligen Zielsetzungen miteinander in Einklang gebracht werden müssen. Besonders in Anbetracht mehrerer Krisen und ökonomischer Unsicherheiten ist es aktuell komplexer denn je diese Entscheidungen zum Portfolio zu treffen. Unsere Algorithmen und Software helfen dabei.

Spezialfall: Asset-Allokation von Versicherungsunternehmen

Versicherungsunternehmen ist es wichtig, langfristig eine möglichst hohe Rendite bei einem definierten Risikoniveau zu erzielen. Dabei gelten für Versicherungen aber spezielle Rahmenbedingungen, die bei jeder Berechnung berücksichtigt werden müssen: Unter dem Namen »Solvency II« erließ die EU 2009 eine Richtlinie, die seit 2016 für alle Versicherungen gilt. Solvency II stellt insbesondere Anforderungen an die Eigenmittelausstattung der Unternehmen und ist somit eine weitere wichtige Zielfunktion in der Asset-Allokation und der Arbeit unserer Abteilung »Finanzmathematik«. Das Team um Halffmann hat gemeinsam mit der R+V Lebensversicherung AG bereits einen eigenen Ansatz der strategischen Asset-Allokation implementiert. Dieser berücksichtigt einerseits die Solvenzquote im Rahmen von Solvency II und bezieht andererseits viele weitere relevante Portfoliomerkmale mit ein.

Im Projekt formulieren die Beteiligten ein Optimierungsproblem, indem sie schrittweise die Komplexität der Zielfunktionen vereinfachen. Dabei basieren die für die Optimierung notwendigen Daten der Anlageklassen auf Schätzwerte aus sehr rechenaufwändigen Simulationen. Hier kommen die Quantencomputer zum Zug, denn im Projekt »QuSAA« wird untersucht, inwieweit das Rechnen auf Quantencomputern dazu beitragen kann, die Komplexität des Problems besser zu beherrschen und robustere Ergebnisse zu liefern. Doch das »Wie« muss erst noch erforscht werden.

Quantenzukunft: Be ready, when it‘s ready

Das Projekt vermittelt ein Gefühl dafür, ob solche Probleme noch effizienter auf Quantencomputern zu lösen sind und wo das überhaupt sinnvoll ist. Denn das ist eine völlig neue Herangehensweise an Optimierungsprobleme. Das Besondere an diesem Anwendungsprojekt: das Fachwissen ist in der Abteilung »Finanzmathematik« bereits seit Jahren erprobt und muss nicht erst aufgebaut werden. Zu dieser Basis gehört auch die Partnerschaft mit R+V, die seit 2008 besteht. Die Richtlinien und das Unternehmen sind bekannt, das bietet eine gute Grundlage, um gemeinsam neue QC-Ansätze zu finden.

Beim Blick in die Quantenzukunft ist das Team und Halffmann noch zurückhaltend optimistisch: »Die neue Technologie hat viel Potenzial, dennoch sind wir noch ein gutes Stück davon entfernt, einen echten Quantenvorteil in der Praxis zeigen zu können – auch in diesem Projekt. Das braucht einfach Zeit, bis wir mit dieser neuen Technologie so weit sind wie bei Hochleistungsrechnern. Aber es ist großartig von Anfang an dabei zu sein. Denn für alle heißt es jetzt Be ready, when it‘s ready.« Forschung und Industrie wollen vorbereitet sein, wenn dieser Zeitpunkt kommt, und die unterschiedlichen QC-Projekte bereiten den Weg.
 

Unsere Projektpartner

An einem IBM Quantum System One können Industrie und Forschung jetzt unter deutschem Recht anwendungsbezogene Quantensoftware entwickeln, sie testen und ihre Kompetenzen ausbauen.
© IBM Research
An einem IBM Quantum System One können Industrie und Forschung Quantensoftware entwickeln und anwendungsbezogen testen – auch Quantenalgorithmen für Strategische Asset Allokation.

Förderung und Laufzeit

Das Projekt »QuSAA – Quantenalgorithmen für Strategische Asset Allokation« läuft vom 01.06.2021 bis zum 31.05.2024 und wird mit 1,5 Mio. Euro (davon 86 Prozent durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)) gefördert.