Kvanttitietokoneiden kehitys on viime vuosina kiihtynyt huomattavasti, ja ne ovat alkaneet herättää yhä enemmän kiinnostusta myös yritysmaailmassa. Kvanttitietokoneet suorittavat laskentaa monin verroin nopeammin kuin perinteiset tietokoneet, mikä avaa ennennäkemättömiä mahdollisuuksia monilla aloilla. Samalla tähtitieteelliset laskentakyvyt herättävät huolta esimerkiksi tietoturvasta – joko nyt pitäisi valmistautua jotenkin?
Suomalaisen, Euroopan suurimman kvanttiyrityksen IQM:n perustajaosakas ja globaalien operaatioiden johtaja Juha Vartiainen on silminnähden innostunut kvanttiteknologian mahdollisuuksista. Hän työskentelee tiimeineen kvanttikehityksen etulinjassa tuoden kvanttitietokonetta yhä lähemmäksi käytännön sovelluksia.
”Kvanttitietokone ei ole niinkään tietokoneen korvaaja, vaan se kiihdyttää laskentatehoa. Datakeskuksissa niitä tullaan näkemään apuvälineinä tavanomaisten tietokoneiden rinnalla”, hän kertoo.
Toistaiseksi IQM:n kvanttitietokoneet ovat pääasiassa opetus- ja tutkimuskäytössä, mutta niiden kaupallinen hyödyntäminen siintää näkyvissä jo muutaman vuoden päässä.
”Alkuvaiheessa kvanttitietokoneet on tarkoitettu tutkimuskäyttöön, ja laajemman kaupallisen hyödyntämisen kanssa menee vielä muutamia vuosia. Kauempana tulevaisuudessa niitä voi kuitenkin mahdollisesti käyttää vaikka kännykällä tietoverkon ylitse, osana tiettyjä kuluttajapalveluita.”
Osaajapula ja teknologinen kehitys hidastavat kvantin riemusaattoa
Kvanttitietokoneen yleisemmän käytön tiellä on vielä runsaasti selätettäviä haasteita. Osa pulmista liittyy teknologiseen kehitykseen, kuten jäähdytykseen. Toistaiseksi tehokas, kymmenien kubittien kvanttitietokone vaatii muun muassa huoneen kokoisen jäähdytyslaitteen, raskasta kaapelointia, massiivisia elektroniikkaripustuksia ja kylmänkestäviä komponentteja. Vartiainen nimeää kuitenkin mahdollisesti näitäkin suuremman esteen kehitykselle:
”Tutkijankoulutuksen saaneista kvantti-insinööreistä on pulaa, varsinkin tohtoreista. Osaajista kilpaillaan maailmanlaajuisesti. Tästä syystä kehitys ei oikein voi olla minkään maan omien kansalaisten varassa. Myös meillä tiimit ovat monikansallisia, ja osaajien löytäminen sekä heidän hyvinvoinnistaan huolehtiminen on elinehto”, hän kertoo.
Edistääkseen kvanttialan osaamista IQM on muun muassa lanseerannut kaikille avoimen "IQM Academy" -verkkokurssin, jonka avulla kuka vain voi hankkia maksutonta valmennusta aiheesta. Lisäksi se järjestää muiden toimijoiden kanssa yhteistyössä hackathoneja ja tarjoaa erityisiä kvanttitietokoneita sekä oppimateriaaleja yliopistoille ja tutkimuslaboratorioille ympäri maailmaa.
Lupaavia kokeiluita eri toimialoilla
Suomi on yksi maailman johtavista kvanttitietokoneiden ekosysteemeistä, ja täällä toimii useita alan huippuyrityksiä ja tutkimuslaitoksia.
”Helposti ajatellaan turhan pienesti ja lasketaan kubitteja, vaikka niissäkin laatu on tärkeämpää kuin määrä. Yhdysvalloissa ollaan vähän pidemmällä. Siellä on jo pörssilistautuneita kvanttifirmoja. Myös Kiinasta löytyy isoja alan yrityksiä. Kokonaiskuvassa osaajien puute kuitenkin rajoittaa. Monissa maissa ei ole tarvittavaa koulutusta vielä yliopistoissa, joten siihen pitäisi panostaa” Vartiainen sanoo.
Vaikka kvanttitietokoneiden käyttö yritysmaailmassa on vielä lapsenkengissään, jo nyt kokeiluita on käynnissä. Erityisesti finanssialalla ja autoteollisuudessa kvanttilaskennalle on kysyntää.
”Finanssialalla sitä hyödynnetään esimerkiksi portfolio-optimoinnissa. Autonvalmistajat puolestaan tekevät molekyylisimulaatioita anodimateriaaleille etsiessään keinoja parantaa akkumateriaaleja. Myös vetytalous janoaa parempia ohutkalvoja, joiden kehityksessä kvanttilaskennasta on hyötyä”, Vartiainen kertoo.
Post Quantum Crypto – kvantinkestävä salaus alkaa olla ajankohtainen
Kvanttitietokoneiden kehitys on herättänyt uutta huolta tietoturvasta. Kvanttitietokone voi jossain kohtaa purkaa nykyiset, vuosikausia sitten kehitetyt salausalgoritmit kevyesti. Toisaalta kvanttitietokoneet tarjoavat myös uudenlaisen lähestymistavan tietoturvaan. Esimerkiksi kvanttisalausmenetelmät ovat fysiikan lain mukaan murtamattomia, mikä tekee tiedonsiirrosta turvallisempaa.
Vaikka kvanttitietokone ei vielä ole välitön uhka tietoturvalle, Vartiainen kehottaa varautumaan muuttuvaan tilanteeseen ja miettimään uudenlaisia salausmenetelmiä.
”Yritykset voivat virittäytyä kvanttiaikaan muun muassa selvittämällä, miten niiden nykyiset salausalgoritmit kestävät kvanttitietokonetta vastaan. Yhdysvaltain hallinto esimerkiksi siirtyy ensi vuonna kvanttiturvalliseen salaukseen, ja tällaisia palveluita on jo tarjolla. Etenkin korkeamman turvallisuusluokituksen organisaatioiden kannattaisi hoitaa tämä asia kuntoon, vaikkapa verkkoinfran päivityksen yhteydessä”, hän neuvoo.
Tulevaisuudessa kvanttiteknologialla voi olla merkittävä rooli monien suurten globaalien haasteiden ratkaisemisessa, ja Suomi on tässä kehityksessä selvästi kokoaan suuremmassa asemassa. Yritysmaailma heräilee kvanttiaikaan pikkuhiljaa.
”Yritysjohtajat sanovat joskus, että he tarvitsevat kaksi vuotta aikaa valmistautua siihen, että kvanttitietokoneet todella ovat tulossa. No, nyt alkaisi minusta olla aika kääriä hihoja – vähintään antaa jollekin yrityksessä tehtäväksi selvittää ja tutkia, mitä mahdollisuuksia kvanttitietokone voisi tuoda!” Vartiainen summaa.
Miltä näyttää teknologian vuosi 2024? Lataa Teknologiatrendit 2024 -raportti, jossa esitellään 14 nousevaa teknologiatrendiä.
