Suomalaisen kvanttitietokoneen kehityksen käynnistys
Aalto-yliopisto, Mikko Möttönen
Kvanttitietokone tekee mahdottomasta mahdollista
On ongelmia, joita tavalliset tietokoneet eivät pysty ratkaisemaan. Ne voivat esimerkiksi vaatia niin monien vaihtoehtojen läpikäymistä, ettei nykytietokoneen nopeus riitä.
Kvanttitietokone saattaa ratkaista tämän ongelman. Vaikka maailmalla on kehitetty useita prototyyppejä, kukaan ei ole onnistunut vielä rakentamaan kvanttitietokonetta, jolla olisi riittävän suuri muisti. Aalto-yliopiston, Turun yliopiston ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n tutkijat aikovat käynnistää skaalautuvan kvanttitietokoneen kehittämisen Suomessa Tulevaisuuden tekijät -tutkimusrahoituksen voimin.
Kvanttitietokone käyttäisi laskennassa kvanttimekaniikkaa. Sen avulla pystyttäisiin käytännön ongelmien ratkaisemisen lisäksi mallintamaan monimutkaisia kemiallisia yhdisteitä, kuten lääkeaineita tai lannoitteita. Tarkka kemiallisten reaktioiden simulaatio kvanttitietokoneella korvaisi loputtomien vaihtoehtojen testaamisen laboratoriossa ja nopeuttaisi tutkijoiden työtä. Kvanttitietokone voisi auttaa myös esimerkiksi tekoälyn tehostamisessa.
Koska suuren kvanttitietokoneen kehitys on vielä kesken, on mahdotonta sanoa, mihin kaikkeen kone valmistuessaan pystyy. Potentiaalia uskotaan kuitenkin olevan kokonaisten alojen mullistamiseen.
Ryhmän työtä tukee viimeisen vuosikymmenen aikana saavutetut suprajohtavien sähköpiirien kehitysaskeleet. Suprajohtavuus on ilmiö, jossa sähköinen vastus häviää kun lämpötila laskee riittävästi. Suprajohtavat piirit mahdollistavat tietoa varastoivien ja käsittelevien kvanttibittien, eli kubittien, massavalmistuksen. Niiden avulla kvanttitietokoneen skaalautuva arkkitehtuuri on mahdollista toteuttaa.
Aalto-yliopistossa aloittaa alkuvuodesta 2018 Suomen Akatemian rahoittama kvanttiteknologian huippuyksikkö, jonka ryhmänjohtajat ovat mukana myös kvanttitietokoneen kehitystyössä. Ryhmän työtä tukee myös EU:n vuonna 2018 alkava miljardin euron lippulaivahanke, jossa vauhditetaan kvanttiteknologian kehitystä yhdessä jäsenvaltioiden ja yritysten kanssa.
Hankkeen avulla Suomi pääsee entistä vahvemmin mukaan kvanttiteknologian murrokseen ja näyttämään kehitykselle suuntaa. Työryhmän pitkän tähtäimen tavoite on kehittää suuri kvanttitietokone nimenomaan Suomessa.
Työryhmä:
Dos. Mikko Möttönen, Aalto-yliopisto
Prof. Tapio Ala-Nissilä, Aalto-yliopisto
Prof. Christian Flindt, Aalto-yliopisto
Prof. Pertti Hakonen, Aalto-yliopisto
Dos. Juha Hassel, VTT
Prof. Sabrina Maniscalco, Turun yliopisto
Prof. Zhipei Sun, Aalto-yliopisto
Dos. Sorin Paraoanu, Aalto-yliopisto
Prof. Jukka Pekola, Aalto-yliopisto
Tri Mika Prunnila, VTT
