Kvanttiteknologioiden kehittämiseen 3,2 miljoonan euron rahoitus Euroopan innovaationeuvostolta

EquSpace -hankkeella (Enabling New Quantum Frontiers with Spin Acoustics in Silicon) on kunnianhimoinen päämäärä. Tavoitteena on mahdollistaa täydellinen piipohjainen kvanttitietojärjestelmä. Nelivuotinen EQUSPACE-hanke on saanut 3,2 miljoonan euron rahoituksen Euroopan innovaationeuvoston (EIC) Pathfinder Open -rahoitusohjelmasta, joka tukee visionäärisiä tutkimusryhmiä kehittämään tieteellistä perustaa läpimurtoteknologioille. Rahoitus on osa Horisontti Eurooppa -rahoitusohjelmaa. Hanke alkaa 1.2.2025 ja sitä johtaa Jyväskylän yliopisto. 

Rahoitus on erittäin kilpailtu ja sitä myönnetään monitieteisille konsortioille tulevaisuuden teknologiakehityksen varhaisiin tutkimushankkeisiin. Yhteensä rahoitushakemuksia EIC:n Pathfinder Open – rahoitusohjelmaan saapui 1100 kappaletta, joista ainoastaan 45:lle myönnettiin rahoitus. 

- Kansainvälisten tutkimushankkeiden koordinaation myöntäminen Jyväskylän yliopistoon kertoo tutkimuksemme korkeasta tasosta. Olen äärimmäisen iloinen yliopiston, tiedekunnan ja aivan erityisesti rahoituksen saaneen tutkijaryhmän puolesta. Myönnetty rahoitus vahvistaa merkittävästi jo aiemmin vahvaa kvanttitutkimuksen alaa yliopistossamme, iloitsee Jyväskylän yliopiston matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan dekaani Mikko Mönkkönen. 

Laajentaa kvanttialan kansainvälistä ekosysteemiä 

Hankkeessa kehitetään teknologia-alustaa, joka hyödyntää piihin istutettuihin epäpuhtausatomeihin perustuvia kvanttibittejä. Erityisesti keskitytään kehittämään skaalautuvia menetelmiä näiden “piikubittien” lukemiseen hyödyntämällä kaupallisia kvanttipisteitä sekä niiden kytkemiseen toisiinsa nanomekaanisten värähtelijöiden avulla. 

- Pitkän aikavälin tavoitteena on mahdollistaa näiden kubittien käyttö kvanttilaskennassa ja kvanttihavainnoinnissa sekä aikaansaada Euroopan laajuinen ekosysteemi tälle kvanttiteknologia-alustalle, kertoo konsortion koordinaattori professori Juha Muhonen Jyväskylän yliopistosta. 

Kvanttihyppy piin spinkubiteilla 

Vaikka pii on kaiken nykyisen informaatioteknologian mahdollistava materiaali, ei se tällä hetkellä ole keskeisin materiaali kvanttitiedonkäsittelyssä. Piiperustaisilla spinkubiteilla on kuitenkin jo osoitettu olevan erinomaisia kvanttiominaisuuksia yksittäisinä kubitteina. Piikubitteja, ja varsinkaan epäpuhtausatomeihin perustuvia kubitteja, ei kuitenkaan vielä pidetä kvanttilaskennan valtavirta-alustana, sillä niiden saattaminen käytännön tasolle edellyttää helposti skaalautuvia kytkentä- ja luentamekanismeja. EQUSPACE-hanke pyrkii vastaamaan näihin haasteisiin, ja siten edistämään sitä, että kvanttiteknologiat voisivat käyttää hyväksi olemassa olevaa laajaa pii-infrastruktuuria, joka on pystytetty nykyisten tietokonesirujen valmistukseen.  

- EQUSPACE-hanke tarjoaa monitieteisen lähestymistavan käsillä olevaan haasteeseen tuomalla yhteen ainutlaatuisen joukon johtavia asiantuntijoita, spinkubittien, optomekaniikan, ja piin atomiperustaisen muokkaamisen aloilta, selventää Muhonen. 

Hanke ei näin ainoastaan pyri tekemään piipohjaisista kvanttiteknologioista eurooppalaista vahvuutta, vaan myös kehittämään menetelmiä, jotka voivat uudistaa koko kvanttiteollisuutta.  

- Esimerkiksi materiaalitieteellisten tekniikat, kuten yksi-ioni-implantaatiot ja piin isotooppipuhdistaminen ovat isossa osassa hanketta ja niiden avulla hanke pyrkii luomaan skaalautuvan ja vakaan alustan kaikille pii-kvanttisovelluksille, kertoo tutkija Nico Klingner Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V.:stä (HZDR). 

Eurooppalainen konsortio tuo yhteen kvanttiosaajat 

EQUSPACE-konsortioon kuuluu tutkijoita Jyväskylän yliopistosta (JYU) ja kolmesta tutkimuslaitoksesta: VTT:stä Suomessa, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V.:stä (HZDR) Saksasta, ja NWO Institute AMOLF:sta (AMOLF) Alankomaista. Lisäksi konsortioon kuuluu suomalainen start-up yritys SemiQon Oy. 

- EQUSPACE on hieno esimerkki siitä, kuinka erilaisia kvanttiteknologioita yhdistelemällä voidaan mahdollistaa uusia innovaatioita. Projekti tuo yhteen osaajia kvanttipisteiden, epäpuhtausatomeihin perustuvien kubittien, optomekaniikan ja piin atomitason muokkaamisen aloilta. Samalla se yhdistää toisiinsa yliopiston, tutkimusinstituutteja ja start-up yrityksen kolmessa eri Euroopan maassa, iloitsee Semiqonin CRO Mika Prunnila. 

Tutkimuksella edistetään kvanttiteollisuutta Euroopassa 

Rahoituksen yksi keskeisin tavoite on mahdollistaa piin epäpuhtausatomeihin perustuvien kvanttiteknologioiden kehitys Euroopassa. 

- Tämän uuden rahoituksen myötä EQUSPACE-konsortio perustaa vahvan donori spinkubitteihin perustuvan tutkimusverkoston Eurooppaan, ja näin vahvistaa eurooppalaista kvanttiteollisuutta pitkällä aikavälillä. Nykyään tätä alustaa kehitetään lähinnä Australiassa ja Kanadassa. Lisäksi tietysti Kiina ja USA ovat yleisesti edellä kvanttiteknologioissa. EQUSPACE:n kaltaiset hankkeet ovat kriittisiä, jotta Eurooppa pysyy mukana nykyisessä kvanttikilpajuoksussa, kuvailee Muhonen.