Kvanttitietokoneet ovat olleet mystistä, lähinnä tieteiskirjallisuudessa esiintyviä teleporttaukseen verrattavissa olevia kummajaisia. Niiden tehosta, sekä uhkista ja mahdollisuuksista on spekuloitu vuosikymmeniä. Kukaan ei vieläkään tiedä, onko niin sanottu universaali kvanttitietokone mahdollinen.
Toimivia kvanttitietokoneita on ollut jo yli 20 vuotta, mutta kubittien, kvanttibittien, määrä on ollut vaatimaton tai ne ovat perustuneet kvanttiannelointiin, mikä ei ole universaalin kvanttitietokoneen toteutustapa. Kvanttiannelointiin perustuva kvanttitietokone on enemmänkin yhden asian tietokone, joka loistaa tietynkaltaisissa ongelmissa, kuten optimointiongelmissa. Näissä kubitteja on yleensä tuhansia, mikä hankaloittaa vertailua universaaleihin kvanttitietokoneisiin, joissa tällä hetkellä on vain muutamia kubitteja.
Vuonna 2019 Google julisti kvanttitietokoneen suorittaneen spesifisen tehtävän huomattavasti klassista tietokonetta nopeammin. Tätä voidaan pitää kvanttiherruuden, joka on termi klassista tietokonetta nopeammasta kvanttitietokonelaskennasta, saavuttamisena. Tulosta on arvosteltu muun muassa IBM:n toimesta sillä kyseessä on tarkasti rajattu tapaus (Gibney 2019).
Koska universaali kvanttitietokone on todellisuutta vai onko koskaan?
Kuten edellisestä kvanttiherruusesimerkistä huomattiin, valmistajien väitteet ovat vähintäänkin puolueellisia. Mutta jos seurataan rahaa, on nähtävissä, että universaalin kvanttitietokoneen mahdollisuuksiin uskotaan. Oletuksella, että yritykset eivät sijoita mihinkään turhaan, ehkä viisaampaa onkin seurata rahaa. Esimerkiksi Saksa sijoittaa vahvasti universaalin kvanttitietokoneen kehitykseen, peräti 3 miljardia euroa (Swayne 2023). Tämän kaltaiset summat viittaavat vahvasti, että kvanttitietokoneiden hyödyllisyyteen tulevaisuudessa uskotaan. Saksa ei ole suinkaan ainoa maa, joka tähän investoi. Uutisia uusista apurahoista ja investoinneista ilmestyy jatkuvasti. Silti on olemassa mahdollisuus, ettei kvanttitietokoneiden lupauksia pystytä koskaan lunastamaan. Kvantti-ilmiöt ovat kvanttitiekoneissa jo todellisuutta, mutta niiden valjastaminen kaiken muuttavaksi supertietokonetta nopeammaksi numeronmurskaimeksi on vielä vain haaveissa.
Kvanttitietokoneet Suomessa
Suomi ei ole suinkaan mikään kvanttitakapajula, vaan itse asiassa yksi Euroopan johtavista maista kvanttitietokoneiden kehittämisessä.
Suomalainen yritys IQM voitti vuonna 2022 Tech Tour Growth (Digital) Awardin (IQM 2022). Lisäksi Suomi on ensimmäinen maa, joka tarjoaa supertietokoneen ja kvanttitietokoneen yhdistelmän tutkimuskäyttöön korkeakouluille. Tämä kvanttitietokone Helmin ja supertietokone Lumin yhdistelmä on maailman tehokkain laskentakone. Helmissä on tällä hetkellä viisi kubittia, mutta se laajenee lähiaikoina 20:n kubitin koneeksi (Kinnunen 2023). Helmi on VTT:n ja IQM:n yhdessä kehittämä kvanttitietokone.
Kvanttiuutisia tulee lähes viikoittain, toisaalta asiat ovat olleet suuressa mittakaavassa paikoillaan vuosia. Tulevaisuus näyttää miten tässä käy.
Kirjoittaja
Tommi Veijalainen toimii tietotekniikan lehtorina LAB-ammattikorkeakoulussa ja on opettanut elektroniikkaa ja luonnontieteitä yli 25 vuotta.
Lähteet
Gibney E. 2019. Hello quantum world! Google publishes landmark quantum supremacy claim. Nature 574, 461-462. Viitattu 16.5.2023. Saatavissa rajoitetusti https://doi.org/10.1038/d41586-019-03213-zIQM. 2022. IQM Quantum Computers wins the Tech Tour Growth (Digital) Award 2022. Viitattu 23.5.2023. Saatavissa https://www.meetiqm.com/articles/news/iqm-quantum-computers-wins-the-tech-tour-growth-digital-award-2022/
Kinnunen, V. 2023.Tieteisfantasiasta tuli totta. YLE. Viitattu 23.5.2023. Saatavissa https://yle.fi/a/74-20020540
Swayne M. 2023. Germany Announces 3 Billion Euro Action Plan For a Universal Quantum Computer. The Quantum Insider. Viitattu 16.5.2023. Saatavissa https://thequantuminsider.com/2023/05/03/germany-announces-3-billion-euro-action-plan-for-a-universal-quantum-computer/?fbclid=IwAR2EU9__iVtDlWH00C4BxA0FCQ6AZ_SJGZeH3e06t4vuJa3Iu0LiEZyjSTc
Veijalainen, T. & Hyytiäinen, J. 2016. Kvanttitietokone on jo täällä. Mikrobitti. Viitattu 7.8.2023. Saatavissa https://www.mikrobitti.fi/uutiset/kvanttitietokone-on-jo-taalla/4961d1af-239a-3108-9e11-6be58d8af9e9
