VTT on mukana Euroopan ensimmäisessä teollisuusvetoisessa hankkeessa, jossa kehitetään komponentteja kvanttitietokoneisiin. Projektissa keskitytään suprajohtavaan teknologiaan, joka on yksi lupaavimpia ratkaisuja kvanttitietokoneiden rakentamisessa.
MATQu-hanke edistää kvanttiprosessorin komponenttiteknologiaa sekä pyrkii luomaan sovelluksiin tähtäävää teollista arvoketjua Eurooppaan. Mukana onkin toimijoita lähtien laitevalmistajista ja materiaalikehittäjistä aina sovelluskehitykseen asti.
"Kvanttilaskennassa on paljon kehitettävää kaikilla arvoketjun osa-alueilla ja erityisesti komponenttien saralla. Kvantit ovat varsin kranttuja ja ne esimerkiksi vaativat mikropiireiltä suorituskyvyn, jollaista nykyinen kaupallinen mikroelektroniikka ei vielä pysty tarjoamaan", toteaa VTT:n tutkimusprofessori Mika Prunnila.
Tavoitteena tuoda kvanttitietokoneet teolliseen toimintaympäristöön
Kvanttitietokoneiden rakentaminen on tällä vuosituhannella ottanut suuria harppauksia lähinnä kekseliäiden yliopistotutkijaryhmien toimesta. Lisäksi suurimmat IT-alan yritykset ovat perustaneet omia tutkimusryhmiään. Tulokset ovat olleet onnistuneita, mutta toistaiseksi vielä pienessä skaalassa. Uusi hanke kerää yhteen eurooppalaisia tutkimuskeskuksia sekä eri yrityksiä pyrkimyksenä jalostaa aiempia löydöksiä suurempaan mittakaavaan ja teolliseen toimintaympäristöön sopiviksi. Jotta tavoitteeseen päästään, tarvitaan sekä laajaa yhteistyötä että myös aivan uuden teknologian kehittämistä.
Teollisen tuotantoympäristön ensisijainen tavoite on olla vakaa sekä mahdollistaa isojen kvanttitietokoneiden rakentaminen tulevaisuudessa. Kvanttitietokoneiden avulla toivotaan mahdollisuutta ratkaista ihmiskunnan kannalta suuria kysymyksiä, sillä esimerkiksi kemiallisten yhdisteiden tarkka mallintaminen ei nykyisiltä tietokoneilta onnistu vaan siihen vaaditaan kvanttitietokonetta.
"Kemian kautta vaikutus jokapäiväiseen elämään olisi käsinkosketeltava esimerkiksi kehittyvän lääketieteen muodossa. Jotta siihen päästään, tarvitaan kuitenkin valtavan paljon isompia kvanttiprosessoreja kuin toistaiseksi on onnistuttu rakentamaan", arvioi VTT:n tutkimustiimin vetäjä Joonas Govenius.
Suomessa osaamisen keskittymä
VTT on projektissa mukana suurten eurooppalaisten tutkimuskeskusten rinnalla. Suomesta löytyy iso keskittymä suprajohtavien piirien osaajia sekä sopivaa laitteistoa niiden tekemiseen. VTT:llä on kehitetty jo 80-luvulta asti kaupallisia laitteita, joissa on käytetty suprajohtavaa teknologiaa. Vaikkei näissä aiemmissa tuotteissa ole ollut kyse kvanttitietokoneista, on niissä paljon samankaltaisuuksia yksittäisten osien tasolla. Tämä sekä Suomessa pitkäjänteisesti tehty tieteellinen tutkimus pitkälti selittävät miksi VTT:llä on huipputeknologiaa suprajohtavien piirien suhteen. VTT:n pääpanos onkin itse kvanttibittien, eli kubittien, kehittämisessä. Kvanttitietokone tekee laskutoimituksensa kubiteilla.
"VTT:n suprajohdeosaamiselle on aiemmin ollut kysyntää erityisesti erilaisissa anturisovelluksissa kuten esimerkiksi aivokuvantamisessa ja henkilöskannereissa. Nyt kvanttiteknologian nousun myötä tämän osaamisen kysyntä on noussut aivan uudelle tasolle", kertoo Prunnila.
Hankkeessa VTT vetää lisäksi kokonaisuutta, jossa tavoitteena on luoda uusia sekä parantaa olemassa olevia menetelmiä kvanttitietokoneen osien testaamiseen. MATQu-hanke alkoi kesäkuussa 2021 ja jatkuu vuoteen 2024 asti. Tämän osittain EU-rahoitteisen projektin budjetti on kokonaisuudessaan lähes 22 miljoonaa euroa. Projektissa on myös kansallisia rahoittajia – Suomessa yhteisenä rahoittajana toimii Business Finland. Suomesta hankkeessa ovat VTT:n lisäksi mukana kvanttitietokoneisiin keskittyvä yritys IQM sekä atomikerroskasvatusteknologian yritys Beneq Oy.
Lisätietoa löydät sekä projektin omilta verkkosivuilta että aiheesta kertovasta tiedotteesta.
