Suomella on nyt suprajohtava 50 kubitin kvanttitietokone

VTT:n ja IQM:n nelivuotinen kvanttitietokonehanke on päättynyt ja 50 kubitin suprajohtava kone on otettu käyttöön Espoossa. Kyseessä on suurin Euroopassa rakennettu suprajohtava kvanttitietokone.

Rakennushanke on ollut lähtölaukaus kotimaisen kvanttitoimialan kasvulle ja kone avataan nyt tutkijoiden ja yritysten käyttöön. Suomi on ensimmäinen maa, jolla on Euroopassa kehitetty 50-kubittinen suprajohtava kvanttitietokone.

VTT tiedotti asiasta 4.3.

Vuonna 2020 lopulla käynnistyneen hankkeen tavoitteena oli vahvistaa kvanttilaskennan osaamista Suomessa kasvattamalla yritys- ja tutkimusekosysteemien tietämystä kvanttiteknologiasta ja mahdollistamalla niiden pääsy kvanttitietokoneille. 

Haasteena oli kehittää uudenlainen kvanttitietokone, jota ei ollut vielä olemassa. Hallitus myönsi 20,7 miljoonan euron budjetin 50 kubitin kvanttitietokoneen kehittämiseen vuonna 2020.

Vauhtia tekoälyn sovelluksiin

Projektin aikana kehitettiin teknologiat, joilla 50 kubitin kvanttitietokone voitiin toteuttaa. Hankkeen tavoitteena oli  5-, 20- ja 50-kubittisten kvanttitietokoneiden kehittäminen tutkimus- ja yrityskäyttöön. 

”Tällä kvanttitietokoneella päästään kehittämään uusia algoritmeja ja sovelluksia materiaalimallinnukseen, simulointiin, optimointiongelmiin ja tekoälyyn. Johtajuus kriittisissä teknologioissa, kuten kvanttilaskennassa, on elintärkeää Suomelle. Meidän on sekä hallittava kvanttitietokoneiden rakentaminen että niiden hyödyntäminen käytännön sovelluksissa”, toteaa tiedotteessa VTT:n liiketoiminta-alueen johtaja Erja Turunen.

“Tämän kvanttitietokoneen toimitus on virstanpylväs kohti laajamittaista kvanttilaskennan käyttöönottoa, jonka sovelluksia ovat muun muassa kvanttikoneoppiminen, optimointi tai simulointi”, sanoo Dr. Jan Goetz, IQM Quantum Computersin toinen toimitusjohtaja ja perustaja.

 ”Yhteistyömme VTT:n kanssa 50 kubitin järjestelmän kehittämisisessä on toiminut perustana 54 kubitin Radiance-kvanttitietokoneellemme, jota toimitamme asiakkaillemme maailmanlaajuisesti. Olemme nyt täydessä vauhdissa vastataksemme kvanttitietokoneidemme kasvavaan kysyntään, joiden tarkoituksena on edistää tieteellisiä läpimurtoja ja lopulta saavuttaa kvanttihyöty”, hän sanoo.

Nelivuotinen hanke 

VTT kehitti erityisesti kubittien signaalien lukuun käytettäviä suprajohtavia TWPA-vahvistimia sekä kvanttiprosessorin sirutason integrointi- ja paketointiratkaisuja. IQM vastasi komponenttien ja koko kvanttitietokoneen integroinnista toimivaksi järjestelmäksi.

Hanke vaiheistettiin kolmeen osaan, jotta eri toimijat voivat hyödyntää uutta teknologiaa mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. 5-kubittinen kvanttitietokone valmistui vuonna 2021. Se kytkettiin keväällä 2022 CSC:n LUMI-supertietokoneen kautta internettiin suomalaisten tutkijoiden käyttöön ja myöhemmin myös laajemmin yrityskäyttäjille.

20 kubitin kvanttitietokone valmistui vuonna 2023, ja kolmannessa vaiheessa se päivitettiin 50-kubittiseksi. Se pystyy suorittamaan laskelmia, jotka eivät ole enää mahdollisia perinteiselle supertietokoneelle. Uuden siruteknologian ansiosta oli mahdollista vähentää merkittävästi tietokoneen kohinaa ja lisätä laskelmissa käytettyjen kubittien määrää.

Kone ollut jo koekäytössä

Kvanttitietokone on jo ollut lupaavin tuloksin testikäytössä VTT:llä sekä muutamalla pilottiyrityksellä muun muassa materiaalimallinnukseen liittyvien haasteiden ratkaisemiseksi.

Suomen kvanttiteknologian yritysekosysteemi on kasvussa, ja viime vuosina on alalle syntynyt useita startup-yrityksiä. Suomen kvanttiteknologian tutkimus- ja kehitysekosysteemin InstituteQ:n alla toimii BusinessQ, joka kokoaa Suomen kvanttiarvoketjussa toimivat yritykset yhteen. 

Suomen kvanttiteknologian yritysekosysteemi on kasvussa. BusinessQ:n jäsenenä on yli 25 yritystä teknologiakehittäjistä loppukäyttäjiin. Se auttaa yrityksiä kaupallisten sovellusten ja tuotteiden kehittämiseen, kvanttiteknologian käyttöönottoon ja uuteen liiketoimintaan.