Suomella on hyvä mahdollisuus luoda kvanttilaskentaan liittyviä innovaatioita

Katsaus kvanttilaskentateknologiaan ja sen sovelluksiin sisältää lyhyen johdannon kvanttilaskentaan. Raportissa esitellään kvanttilaskentaan liittyviä ohjelmistoja, kieliä ja ohjelmistokehyksiä. Esimerkkikoodilistaukset havainnollistavat sekä johdannon alustamaa teoriaa että kvanttiohjelmistokehitystä.

Raportti tuo esiin kvanttilaskennan kaupallisia mahdollisuuksia. Ensimmäisiä sovelluksia kvanttitietokoneille ovat aidosti satunnaisten satunnaislukujen generointi, kvanttifysiikan ja kvanttikemian simulointi sekä kvanttikoneoppiminen. Lisäksi esitellään myös kvantinjälkeistä kryptografiaa.

Raportissa on lyhyt kuvaus kvanttitietokonelaitteistoista maailmalla ja Suomessa. Siinä käsitellään myös muuta aiheeseen liittyvää tutkimusta kuten analogista laskentaa, ternääristä laskentaa, reversiibeliä laskentaa ja uusien elektroniikan peruskomponenttien (kuten memristorin) mahdollista hyödyntämistä kvanttitietokonetutkimuksessa. Lopussa tiivistetään havainnot ja suositukset liittyen kvanttilaskentatutkimukseen.

– Kvanttitietokoneisiin liittyy paljon uskomuksia ja suuria odotuksia. Suomella on hyvä mahdollisuus luoda kvanttilaskentaan liittyviä innovaatioita. On hyödyllistä ymmärtää ns. epätavanomaista laskentaa (engl. "unconventional computing"), koska tavanomaisen laskennan rajat alkavat tulla vastaan. Kvanttilaskenta on yksi esimerkki epätavanomaisesta laskennasta, kuvailee raportin tehnyt informaatioteknologian tiedekunnan jatko-opiskelija Henri Heinonen.

– Tiedekunnassa on kvanttilaskentaan tarvittavien ohjelmistojen tutkimukseen ja kehittämiseen sopivaa osaamista muun muassa laskennallisen tieteen ja kyberturvallisuuden vahvuusalueilla. Myös tulevien diplomi-insinöörien on hyvä hahmottaa kvanttilaskennan mahdollisuudet tulevissa työtehtävissään, informaatioteknologian tiedekunnan dekaani Pasi Tyrväinen kertoo.

– Kvanttilaskenta tulee laajentamaan laskennallisten tieteiden mahdollisuuksia alueille, jotka nykyteknologialla ovat lähes mahdottomia, esimerkiksi kompleksisissa optimointi- ja logistiikkaongelmissa (ns. kauppamatkustajaongelma) sekä materiaalitekniikan ongelmissa, professori Pekka Neittaanmäki listaa.