Kvanttilippulaivassa tehdään kvanttihyppyjä kohti uutta teknologiaa
Suomen Akatemia valitsi loppuvuodesta 2023 Suomen kvanttilippulaivan (Finnish Quantum Flagship, FQF) mukaan lippulaivaohjelmaansa. Suomen kvanttilippulaiva kokoaa yhteen kvanttiteknologian kansallisen huippuosaamisen fysiikan, tietotekniikan, matematiikan, nanoteknologian ja taloustieteen aloilla tavoitteenaan vahvistaa ja laajentaa kvanttiteknologian kansallista verkostoa.
Lippulaivaa johtaa Aalto-yliopisto. Mukana konsortiossa ovat Jyväskylän yliopisto, Helsingin yliopisto, Tampereen yliopisto, Oulun yliopisto, Teknologian tutkimuskeskus VTT ja CSC Tieteen tietotekniikkakeskus Oy.
Jyväskylän yliopistossa vastuututkijana on professori Tero Heikkilä, joka työskenteleefysiikan laitoksella ja Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksessa.
Suomessa on erinomaista kvanttiosaamista
Kvanttilippulaiva edistää kvanttiteknologian kehitystä Suomessa. Se monipuolistaa alan tutkimusryhmien yhteistyötä erityisesti kvanttimateriaaleihin, -laitteisiin ja -informaatioon liittyvässä tutkimuksessa. Lisäksi se tukee näiden teknologioiden kaupallista hyödyntämistä.
Lippulaiva vahvistaa ja laajentaa alan kansallista ekosysteemiä, sillä mukana kvanttilippulaivassa on yhteensä 43 tutkimusryhmää ja yhteensä alan tutkimusryhmissä työskentelee Suomessa noin 550 tutkijaa
”Yhdessä tekemällä tutkimuksen vaikuttavuus kasvaa ja se edistää uusien innovaatioiden ja yritysten syntymistä. Samalla pyrimme laajentamaan suuren yleisön ymmärrystä kvanttiteknologian mahdollisuuksista ja näkymistä”, kertoo professori Tero Heikkilä.
Tutkimuksella edistetään kvanttimateriaaleja ja -tietokoneita
Lippulaivan päätavoite on kvanttiteknologioiden edistäminen tutkimuksen keinoin. Huippututkimus ja tieteiden välinen vaikuttavuus luovat vahvan pohjan teknologian kehittymiselle. Laaja kvanttimateriaalien, -laitteiden ja -informaation tutkimusosaaminen yhdistyvät sovellusten kehittämiseen ja teknologiasiirron vahvaan osaamiseen.
Suomen Akatemia rahoittaa kvanttilippulaivaa kahdeksan vuoden ajan.
Lippulaivakaudella tavoitellaan merkittäviä onnistumisia: |
|
Kvanttitietokoneiden käyttöön tehokkuutta Uusi reitti kvanttilaskennan virheenkorjaamiseen ja uudet laskenta-algoritmit mahdollistaisivat lähitulevaisuuden kvanttitietokoneiden tehokkaamman käytön. |
|
Ensiaskel kvantti-internetiin Yksittäisten fotonien tasolla toimiva muunnin mikroaaltoalueelta optisille taajuuksille mahdollistaisi kvanttiprosessorien linkittämisen toisiinsa valokuiduilla. Tämä olisi ensimmäinen askel kvantti-internetin luomiseen. |
|
Kvanttimateriaaleja Kvanttimateriaaleilla luodaan ymmärrystä materiaalien sähköisten ominaisuuksien muokkausmahdollisuuksista erilaisissa tilanteissa. Kvanttimateriaalit voivat toimia myös alustana kvanttilaskennalle. |
|
Kvanttisensoreiden kehittyminen Uutta teknologiaa ja tiedettä luovien kvanttisensoreiden kehittyminen. |
Näiden edistysaskelien myötä Suomen kvanttiteknologialippulaivasta voi tulla yksi maailman merkittävimmistä kvanttiteknologia-alan keskuksista, ohittaen tärkeimmät kilpailijansa kuten Wallenbergin keskuksen Ruotsissa, Münchenin Quantum Valleyn, tai Alankomaiden Quantum Deltan.
Jyväskylän yliopistolla on pitkät perinteet kvanttiteknologiassa
Jyväskylän yliopisto on monella kvanttiteknologian alalla pioneeri erityisesti suprajohtavien kvanttilaitteiden alalla ja matalien lämpötilojen fysiikassa. Kvanttilippulaivassa on mukana Jyväskylän yliopistossa seitsemän tutkimusryhmää.
Tutkimus Jyväskylän yliopistossa keskittyy:
-
kvanttimateriaalien ominaisuuksiin, professori Tero Heikkilä ja apulaisprofessori Kezilebieke Shawulienu ryhmineen
-
kvanttisensoreihin, professori Ilari Maasilta ryhmineen
-
pii-pohjaisiin hybridikvanttilaitteisiin, professori Juha Muhonen ryhmineen
-
kvanttisimulaation algoritmeihin, professori Robert van Leeuwen ryhmineen
-
teknologian käyttöönoton tutkimukseen yrityksissä, apulaisprofessori Joel Mero ryhmineen
-
kvantti-informaation ja kvanttilaskennan teknologisiin mahdollisuuksiin, professori Teiko Heinosaari ryhmineen
Koulutuksella mahdollisuus oppia kvanttiteknologiasta
Lisäksi Jyväskylän yliopistolla on vahva osuus alan koulutuksen kehittämisestä esimerkiksi informaatioteknologian tiedekunnan professori Teiko Heinosaaren vetämän Kvanttilaskennan ABC -verkkokurssin myötä. Kurssin A-osa on julkaistu Jyväskylän yliopiston opiskelijoille tammikuussa 2024. Lippulaiva mahdollistaa kehityksen kohti B- ja C-osia.
Kvanttiteknologian koulutus sai hiljattain tärkeän tuen myös opetus- ja kulttuuriministeriöltä, joka myönsi yliopistoille useille tutkimusaloille kaikkiaan 255 miljoonan rahoituksen tohtorikoulutuksen uusien käytänteiden pilotointiin vuosina 2024–2027. Suomen kvanttilippulaivan puitteissa pilotissa koulutetaan 17 tohtoria Jyväskylän yliopistossa.
Osaajapula voi hyvinkin muodostua kvanttialan kehityksen hidasteeksi, minkä takia laaja-alaiseen koulutukseen tulee panostaa entisestään.
"Tärkeää on myös kehittää tiedekasvatusta yhdessä laajan lippulaivan osaajajoukon kanssa, jolloin kootaan yhteen oppilaitokset, vierailevat tutkijat ja kvanttiteknologiasta kiinnostuneet kansalaiset ja opiskelijat”, sanoo Tero Heikkilä.
۳ٱٲötä yritysten kanssa
Teollisuudessa on levinnyt laaja kiinnostus kvanttiteknologioihin, koska kvantti-ilmiöiden hyödyntämisestä uskotaan löytyvän ratkaisuja moniin ihmiskunnan haasteisiin. Monet suomalaiset yritykset tekevätkin jo kvanttiteknologian laitteita ja ohjelmistoja.
Tärkeää on panostaa entisestään kvanttialan innovaatioiden kehittämiseen ja tutkimuksen tulosten kaupallistamiseen.
Lippulaivassa toimivat tutkimusryhmät tekevät tiivistä yhteistyötä useiden erilaisten yritysten kanssa kuten esimerkiksi suomalaislähtöiset lippulaivayliopistojen spinoff-yritykset Bluefors, IQM ja SemiQon Oy. Myös infrastruktuuria kehitetään jatkuvasti.
Historia osoittaa kuinka perustutkimus on avain teknologian kehitykseen ja sitä kautta yhteiskunnan murrokseen. Tuon murroksen toteuttavat viime kädessä yritykset.
"Yliopistoilla on tässä kaksi tärkeää roolia: uuden tutkimustiedon tuottaminen ja sen viestiminen yrityksille. Paras tapa tiedon välittämiseen on osaajien koulutus. Kvanttiteknologian lippulaiva pyrkii täyttämään molemmat roolit, ja sitä kautta edistämään suomalaista elinkeinoelämää. Samalla ala houkuttelee uusia osaajia”, visioi Heikkilä.
Suomen Akatemian lippulaivahankkeet ovat osaamiskeskittymiä, joissa yhdistyvät korkealaatuinen tutkimus ja monipuolinen tieteellinen ja yhteiskunnallinen vaikuttavuus sekä vahva yhteistyö yritysten ja yhteiskunnan muiden toimijoiden kanssa.
