Jyväskylään yhteiskäyttöinen infrastruktuuriympäristö kvanttiteknologioiden kehittämistä varten

Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen professori Juha Muhosen vetämä hakemus sai merkittävän rahoituksen Business Finlandilta. Rahoitushaku on osa Euroopan unionin RRF-rahoitusta, jonka tarkoituksena vauhdittaa kvanttilaskentateknologioiden kehitystä tukevien testi-, kokeilu-, tutkimus- ja innovaatioympäristöjen rakentamista.  

- Rahoitus on ainutlaatuinen monessakin mielessä. Uusi infrastruktuuri tulee olemaan ainut laatuaan Suomessa, ja tuo yhteen suomalaisen teollisuuden ja tutkimusorganisaatioiden asiantuntemuksen uusien kvanttiteknologian ratkaisujen löytämiseksi, iloitsee Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen professori Juha Muhonen.

Kvanttitietokoneiden kehittäminen

Teollisuudessa on levinnyt laaja kiinnostus kvanttiteknologioihin, koska kvantti-ilmiöitä hyödyntämällä voidaan ratkaista ihmiskunnan haasteita, sillä tulevaisuudessa kvantit löytävät tiensä antureihin, tietokoneisiin, tietoliikenteeseen ja tiedon siirtoon. Nyt Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa rakennetaan avoin yksityisen ja julkisen sektorin yhteinen infrastruktuuriympäristö, joka sopii esimerkiksi kvanttitietokoneiden mittaamiseen sekä niihin tarvittavan ohjaus- ja mittauselektroniikan kehittämiseen. Tämän avulla voidaan luoda esimerkiksi tehokkaampia pieniä kvanttitietokoneita.

- Kvanttitietokoneita voi tehdä monella eri tavalla. Esimerkiksi omalla tutkimuksellani pyrin selvittämään, miten kvanttisensoreita ja kvanttitietokoneen komponentteja voitaisiin valmistaa käyttäen hyväksi piitä (Si). Kyseinen mittausinfrastruktuuri auttaa meitä pääsemään lähemmäs tavoitetta, kertoo Muhonen.

Infrastruktuuri keskittyy kvanttibittien eli kubittien karakterisointiin ja kehittämiseen. Painopiste on erityisesti puolijohdeperustaisissa kubiteissa, joiden osalta infrastruktuuri on Suomessa vielä kehittymätön.

- Infrastruktuuria voidaan kuitenkin käyttää myös muunlaisten kubittitoteutusten kehittämiseen. Käytännössä tarjoamme mahdollisuuden karakterisoida kvanttilaitteita. Tähän tarvitaan matalia lämpötiloja (mittauslämpötila on noin 0.01 astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella), korkeataajuuselektroniikkaa, sekä puolijohdeperustaisten kubittien tapauksessa yleensä korkeaa magneettikenttää, selventää Muhonen. Lisäksi tarjoamme kokeiluympäristön kvanttitietokoneen käyttämiseen tarvittavalle ohjauselektroniikalle, jatkaa Muhonen.

Yritysyhteistyön tiivistyminen

Hankkeesta tekee ainutlaatuisen se, että se on avoimesti käytettävissä sekä julkisella että yksityisellä puolella. Laitteiston käyttöajasta 66% on suunnattu julkiseen tutkimukseen ja 34% yksityisen puolen käyttöön. Hanketta rahoittaa myös VTT-lähtöinen start-up yritys SemiQon Oy, joka rakentaa puolijohteisiin perustuvaa skaalattavaa kvanttiteknologiaa. Lisäksi monet kvanttiteknologiaan keskittyneet yritykset ovat osoittaneet projektille tukikirjeet.

- Olemme pieni yritys ja ulkopuolinen infrastruktuuri helpottaa työtämme, sillä meidän ei tarvitse investoida omaan infrastruktuuriin. Haluamme myös tehdä enemmän yhteistyötä yliopistojen kanssa, sillä tiiviimpi yhteistyö avaa uusia mahdollisuuksia ja avauksia. Tutkimusyhteistyö on kriittistä, sillä tällä alalla riittää opittavaa ja tutkittavaa. Tietoa eikä taitoa ole vielä tarpeeksi, selventää Chief Science Officer Janne Lehtinen SemiQon Oy:ltä.

Infrastruktuurin rakentaminen Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tiloihin alkaa mahdollisimman pian, ja sen täytyy rahoitusehtojen mukaan olla täysin valmis viimeistään vuoden 2025 lopussa.