Kvanttitietokoneen ytimessä oleva prosessori jäähdytetään lähelle absoluuttista nollapistettä. Kuva: Mikko Raskinen / Aalto-yliopisto
Kvanttitietokoneen ytimessä oleva prosessori jäähdytetään lähelle absoluuttista nollapistettä. Kuva: Mikko Raskinen / Aalto-yliopisto

VTT valitsi kvanttitietokoneen toimittajaksi kotimaisen startup-yrityksen. Projekti toteutetaan kolmessa vaiheessa.

Suomen ensimmäisen kvanttitietokoneen toimittajaksi on valittu suomalainen kvanttilaskennan startup-yritys IQM. Yritys voitti kansainvälisen kilpailutuksen, jonka järjesti Teknologian tutkimuskeskus VTT.

Kilpailutukseen tuli yhteensä kaksi tarjousta. Kvanttitietokoneprojektin julkisen määrärahan suuruus on 20,7 miljoonaa euroa.

Tutkimus- ja opetuskäyttöön tarkoitettu kone on tarkoitus rakentaa IQM:n ja VTT:n yhteishankkeena. Kone toteutetaan kolmessa vaiheessa, joista ensimmäisen on tarkoitus valmistua ensi vuonna. Siinä vaiheessa koneessa on määrä olla viisi toimivaa kubittia.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Vuonna 2022 konetta on tarkoitus laajentaa 20 kubittiin, ja lopulta tavoitteena on päästä 50 kubittiin vuoteen 2024 mennessä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kvanttitietokoneen ytimessä olevat kubitit vastaavat perinteisen tietokoneen bittejä. Siinä missä perinteinen bitti voi saada vain kaksi arvoa, ykkösen tai nollan, kubitti voi olla paitsi ykkönen tai nolla myös superpositiossa, jossa se saa molemmat arvot yhtä aikaa.

Näin useamman superpositiossa olevan kubitin joukko voi saada yhtä aikaa kaikki mahdolliset ykkösen ja nollan yhdistelmät. Kubittien määrän kasvaessa laskuteho kasvaa näin valtavan nopeasti.

Teoriassa huippunopeaa laskemista rajoittaa kuitenkin kvanttikoneiden alttius virheille. Tämä vuoksi jokainen lasku täytyy toistaa useita kertoja, jotta vastaus saadaan varmasti oikein. Esimerkiksi maailman parhaana pidetty kvanttitietokone Googlen Sycamore laski viime vuonna supertietokonetta vastaan kilpaillessaan oikein noin yhden kerran tuhannesta.

Kyseessä on ensimmäinen IQM:n toimittama kvanttitietokone.

Valintaa tekemässä ollut VTT:n toimitusjohtaja Antti Vasara kertoo IQM:n voittaneen kilpailutuksen erityisesti uskottavan suunnitelmansa vuoksi.

IQM:n kanssa VTT:n on tarkoitus rakentaa konetta alusta asti avoimesti yhdessä. Mukana kehitystyössä on myös yhteistyökumppaneita, kuten Aalto-yliopisto ja saksalainen Forschungszentrum Jülich -tutkimuskeskus.

Kehitystyössä on tarkoitus hyödyntää myös yliopistojen osaamista ja innovaatiota. Tällainen on esimerkiksi Aalto-yliopistossa tänä vuonna kehitetty huippunopea nanokokoinen mittalaite eli bolometri. Sen avulla kubittien tietoja voidaan lukea entistä tarkemmin.

Tutkimus- ja opetuskäyttöön tarkoitetun koneen kanssa ollaan mahdollisimman avoimia, lupaa IQM:n toimitusjohtaja Jan Goetz.

”Kehitystyössä tulee varmasti myös ratkaisuja, joille haemme patentteja, mutta patentoinnin jälkeen kaikki on avointa”, Goetz kertoo.

Tässä Suomen kone eroaa selvästi maailman johtavista Googlen ja IBM:n koneista, joiden kehitystyöstä ollaan paljon vaitonaisempia.

Maailmalla on jo toiminnassa suurempia, jopa yli 60 kubitin kvanttitietokoneita. IBM on ilmoittanut tähtäävänsä vuonna 2023 jopa tuhannen kubitin koneeseen.

Siihen verrattuna 50 kubittia ei kuulosta paljolta. Kubittien määrä ei kuitenkaan kerro läheskään kaikkea kvanttitietokoneen tehosta. Oleellisia ovat määrän lisäksi herkkyys virheille sekä kvanttitietokonetta ohjaavat algoritmit.

VTT:n Vasara uskoo kuitenkin, että se riittää pysymiseen kärjen tuntumassa.

”Toiveena on, että ensimmäinen kvanttitietokone luo pohjaa kokonaiselle kvanttiteollisuudelle. Jo nyt esimerkiksi koneen lähelle absoluuttista nollapistettä viilentävät kylmäkomponentit tulevat kotimaiselta Blueforsilta.”

Esimerkiksi kvanttitietokoneiden ohjelmointipuolella on edelleen paljon kehitettävää. Siinä keskeisiä kysymyksiä on, miten laskutehtävät muotoillaan kvanttilaskennan kannalta optimaaliseen muotoon, esimerkiksi pilkotaan erillisiin osiin.

Vasara näkee kvanttitietokoneen kuitenkin myös varsinaista kvanttilaskentaa suurempana asiana.

Jos kvanttikoneet lunastavat niihin kohdistetut lupaukset, se tarkoittaa yhä nopeampaa laskentaa. Yhtäältä tämä voi tarkoittaa ratkaisuja ongelmiin, joiden laskeminen olisi supertietokoneilla liian hidasta, kuten lääkemolekyylien mallinnuksessa.

Toisaalta kvanttilaskenta voisi olla avuksi myös tilanteissa, joissa nopeus on keskeistä. Tällainen voisi olla esimerkiksi liikennevalojen ohjaus reaaliajassa.

Ajatuksena olisi saada teollisuus pohtimaan, miten eri alat voisivat hyödyntää kvanttilaskentaa.

”Eiväthän yritykset itse valmista tavallisiakaan tietokoneita tai kännyköitä, vaikka liiketoiminta niiden varassa pyöriikin”, Vasara sanoo.

Tutkimuskoneella tuskin päästään käytännön sovelluksiin. Ne jäävät kvanttitietokoneiden seuraaville sukupolville.

Sisältö jatkuu mainoksen alla