10 syytä miksi kvanttiteknologia pitäisi olla johdon ja hallituksen agendalla vuonna 2020

10 syytä miksi kvanttiteknologia pitäisi olla johdon ja hallituksen agendalla vuonna 2020

mennessä | touko 26, 2020 | Quantum (in Finnish)

”Hähmäinen”. ”Epävarmaa tuleeko milloinkaan”. ”Vaikea”. ”Ei käytännön sovelluksia”. Kuultuaan nämä kommentit yritysjohtaja ei varmaankaan innostu esittelemään kvanttiteknologiaa johdon strategiapalaverissa tai hallituksen kokouksessa. Vaikka pitäisi.

On totta, että kvanttiteknologialla on vielä matkaa siihen hetkeen, että siitä olisi käytännön hyötyä yrityksille. Kuten mikä tahansa uusi ja disruptiivinen teknologia, kvanttiteknologiakin vaikuttaa alussa hähmäiseltä ja vaikeasti ymmärrettävältä.

Yritystään tulevaisuuteen luotsaava johtaja kuitenkin kokee asiakseen tuoda johtoryhmän ja hallituksen tietoon asioita, jotka voivat luoda yritykselle merkittävää kilpailuetua – tai toisaalta ehkä myös tuottaa uhkakuvia, joihin on tärkeää ryhtyä kasvattamaan varautumista vähin erin jo nyt.

”Suuria merkittäviä alueita, joissa kvanttiteknologia tuo isoja hyötyjä ovat mm. terveydenhoito, lääketeollisuus sekä arjen hyvinvointi. Vaikutukset ulottuvat myös ilmastonmuutoskysymyksiin, uudenlaisiin arkkitehtuureihin sekä miten ja minkälaisilla järkevimmillä tavoilla tuotetaan materiaaleja. Tulevaisuudessa optimoidaan asioita uudella tavalla, esimerkiksi älyliikenne kombinaatioit ja liikenteen ohjaus.”

– Karri Salminen, CGI –

”Siilomainen eteneminen hankaloittaa teknologioiden ymmärtämistä. Tarvitaan yhteinen tavoite, joka auttaisi ymmärtämään, miten erilaisia nousevia teknologioita voidaan hyödyntää. Kytkeminen tuttuun on pedagogista ja edistää systeemistä kehitystä. Kvanttiteknologia -strategian rakentaminen alkaa tiedostamisesta ja aiheen ymmärtämisestä. Kehitystä pitää rakentaa pitkäjänteisesti, mutta ei jäykästi siten, että muutoksia ei voida tai osata tehdä tilanteiden muuttuessa.”

– Tellervo Ylä-Harakka-Ruonala, European Economic and Social Committée –

”Hallituksen puheenjohtajalle neuvo, vuosikellosta pitää löytää aika, että perehdytään uusiin teknologioihin ja pohditaan, mikä on tilanne omaan yritykseen nähden. Kvanttiteknologiankin osalta kilpailu voi tulla muilta toimialoilta – uudet teknologiat mahdollistavat asiakkaiden uutta käyttäytymistä. Ilman että yhdessä pohditaan, on vaikea löytää mahdollisuuksia ja vaaran paikkoja nykytoiminnassa. Sitten kun asia on niin pitkällä, että sokea Reettakin huomaa, niin on jo liian myöhäistä. Tuntosarvet on pidettävä valppaina!”

– Leena Linnainmaa, DIF ry –

”Missä määrin kvantti on disruptiivinen teknologia, missä määrin ei, vaikea ymmärtää tässä vaiheessa. Kun ala on kehittynyt tiettyyn pisteeseen, kaikki nykyinen tietoturva voi menettää merkityksensä. Osataanko varautua, tiedetäänkö edes riittävästi aiheesta, että osataan varautua? Valtiot, globaalit teknologiajätit laittavat isosti paukkuja kvanttiteknologiaan ja siihen liittyviin asioihin, ala on ollut jo pitkään vahvassa kasvussa. Pelissä täytyy olla mukana, jotta siihen voi vaikuttaa. Kun nyt ollaan uutta luomassa, ei tehdä sitä virhettä, että lähestytään yhden tieteenhaaran näkökulmasta. Keskusteluun ja tutkimukseen mukaan fyysikkoja, kryptografeja, yhteiskuntatieteilijöitä, lakiasiantuntijoita, yritysmaailma, ja niin edelleen. Poikkitieteellinen laajempi ryhmä on tärkeä, sillä muutos on valtava. Poliittiset päätöksentekijät tärkeitä myös, heidän on ymmärrettävä kvanttiteknologian mahdollisuudet, uhat ja vaikutukset.”

– Jarno Limnéll, Aalto-yliopisto –

”Gappi on siinä välissä mitä todella haluttaisiin ja osattaisiin tehdä, ja mitä tämän hetken laskentaresursseilla voidaan tehdä esimerkiksi kvanttimekaniikan (QM) osalta. Nykyisillä supertietokoneillakaan ei voida kovin monimutkaisia atomitason systeemejä mallintaa fysiikan lakien perusoletuksista lähtien, puhumattakaan proteiinien ja solujen systeemeistä. Solujen simulointiin molekyylitasolla on vielä matkaa, miljardien ja miljardien suuruusluokkien gappi. Kemian ongelmia ei pystytä tarkkaan kuvaamaan ilman QM menetelmiä, kun halutaan tutkia reaktioita ja elektronien rakennetta. Kvanttitietokoneella ainakin teoriassa pystyttäisiin nämä hyvin hanskaamaan.” 

– Julius Sipilä, Orion Pharma R&D –

Tärkein asia on, että siellä, missä näitä sovelluksia voidaan hyödyntää, johdon pitää ymmärtää mitä nyt pysytään tekemään. Täytyy ymmärtää kvanttiteknologian strateginen merkitys, sillä se voi olla käänteentekevä juttu. Täytyy olla ihmisiä ja osaamista, että hyödynnetään mallinnusta parhaalla mahdollisella tavalla tällä hetkellä käsillä olevalla teknologialla. Tarvitaan kykyä hypätä kyytiin. Tarvitaan kykyä hyödyntää uusia teknologisia sovelluksia heti, kun ne tulee saataville järkevällä tavalla. Pitää huolehtia siitä, että meillä on algoritmeja, joita voi hyödyntää uudella raudalla. Pitää olla valmiuksia, ihmisiä jotka ymmärtävät, mihin ongelmiin kannattaa mitäkin teknologiaa käyttää. Kannattaa myös huolehtia siitä, että oman porukan osaaminen on ajan tasalla. Ostopalveluna ei välttämättä saa oikeaa osaamista juuri silloin kun sitä tarvitaan.”

– Julius Sipilä, Orion Pharma R&D –

“Important exercise: Try to understand what will break if quantum computing becomes practical, think about your customers and their customers. Check possible consequences and assess the business impact. Discuss with the customers what it means to them and analyze the level of concern. This exercise must be considered an important part of your risk management activities. Shape your strategy and consider options of dealing with the challenges. Most of the digital service providers will face problems. Few organizations have in-house expertise for that, so turning to consulting for help may be necessary.”

– Alexey Kirichenko, F-Secure Oyj –

“How much do we need to do about this? Heavy investments are likely impossible for many companies, it is a very difficult choice for all. It is critical that Boards of Directors are aware of the risks and threats. Of course, the visibility is low at the moment, we do not know how soon disruptive changes will come. But due to the scale of potential problems, we need to start preparing now and work out plans, in particular, technical, operational and PR.”

– Alexey Kirichenko, F-Secure Oyj –

Vahvoja kehitysaskeleita

Vuonna 2019 kvanttikone (kvanttitietokone) saavutti huomattavan merkkipaalun matkalla kohti yleiskäyttöistä kvanttikonetta. Googlen 54 kubitin kone suoritti 200 sekunnissa tehtävän, johon olisi Googlen arvion mukaan mennyt kymmenen tuhatta vuotta perinteisellä tietokoneella. Kyllä – suoritus tapahtui kapealla osa-alueella ja käytännön sovelluksiin on vielä matkaa, mutta tapahtuma on silti merkittävä.

Tilannetta, jossa kvanttikone ylittää klassisen tietokoneen suorituskyvyn kutsutaan kvanttiyliherruudeksi eli quantum supremacyksi. Tämän siis Google saavutti viime vuonna.

Kvanttikoneita valmistava IonQ yhtiö ilmoitti, että he saavuttivat kyseisen yliherruuden jo ennen Googlea, mutta eivät halunneet siitä tiedottaa välttääkseen sitä ristiriitaista keskustelua, johon Googlen ilmoitus johti ja aiemmin myös IBM:n ilmoittamat kehitysaskeleet johtivat. IonQ on ilmoittanut tavoitteekseen tuplata koneensa kubitien määrän joka vuosi.

Ristiriitaisuus on osa disruptiota. Kaikki eivät ole yhtä mieltä kehityksestä, sen etenemisestä tai asian tarpeellisuudesta. Useat eri tekniset toteutustavat kilpailevat keskenään ja selkeää voittavaa teknologiaa ei ole vielä löytynyt. Mutta kvanttiteknologia kehittyy, se on varmaa -mikä puolestaan ei ole varmaa, on aikataulu eri merkkipaaluille. Kaupallisesti hyödynnettävät toteutukset ovat käytössä 2020-luvulla. Yleiskäyttöistä kvanttikonetta saamme luultavasti odottaa 10 vuotta tai enemmän.

”Kvanttiteknologiasta pitää oivaltaa, mitkä alueet ovat sellaisia, jotka saattavat lurahtaa näkyville, esimerkiksi tietoturva voi olla sekä uhka että mahdollisuus. Kvanttiteknologia tuo mukanaan mahdollisuuksia kuten täysin murtamaton internet – mitä tämä tarkoittaisi? Tai jos meillä olisi työkalut, joilla voisi suunnitella kemiallisia prosesseja paremmin kuin kilpailijat? On keskeistä ymmärtää, missä ovat haavoittuvuudet. Kvanttikone saattaa vaikuttaa liian kaukaiselta, jotta siihen pitäisi kiinnittää huomiota. Mutta esimerkiksi hiilineutraaliuden tavoitteena on vuosi 2035 ja tuossa syklissä kvanttitietokone ei olekaan mikään mahdottomuus. Tuotantoteknologiat muuttuvat, on pohdittava jos tuolloin, 15 vuoden kuluttua, olisi kvanttikone käytössä, niin miten asiat olisivat silloin. Päätökset energiajärjestelmistä – vaikka nyt joutuu tekemään samat päätökset kuin muutenkin, mutta analyyseissa pitää kvanttiteknologian olla silti mukana. Jos tehdään pitkän ajan investointi jättimäiseen kemian tehtaaseen, niin riskianalyysissa pitää näkyä pohdintaa kvantista.”

– Antti Vasara, VTT –

”Kvanttiteknologia on disruptiivinen voima, todellakin. Kaikista haastavin juttu on salaustekniikan murtaminen. Kuka ensimmäisenä saa kvanttikoneen käyttöön, pystyy murtamaan salaustekniikat ja kaikki systeemit murtuvat? Jos olisin yrityksen johdossa tai hallituksessa, tämä olisi erittäin tärkeä juttu ottaa esille. Nykytietokoneet eivät pysty käsittelemään niin isoja ja monimutkaisia asioita kuin kvanttikone pystyy. Kun kvanttiaika alkaa, monelta yritykseltä putoaa pohja pois. Kirjassani Teknoelämää 2035 vuodelta 2013 pohdin tätä. Miten valtiot alkavat käyttää kvanttikoneita? Kiinalaiset lähettävät jo kvanttisalattuja viestejä. Kvanttiteknologia voi mahdollistaa diktatuurin, joka on ultimaattinen dystopiaskenaario, jota pitää välttää. Esimerkiksi Pohjois-Korealla on mielettömät satsaukset tietotekniikkaan ja hakkerointiin. Kybersodan uhka kasvaa ja kvanttitietokone on kybersodan vetypommi.

Tietyllä tavalla uhkat on tärkeitä, mutta tärkeää ymmärtää mihin hyvään teknologiaa voi käyttää. Kvanttikone on iso hyppy eteenpäin. Se on nykykone kerrottuna miljardilla. Sen avulla voidaan mallintaa paremmin ilmastomuutoksen vaikutuksia, ennakoida pandemian leviäminen ja hyödyntää big dataa entistä tehokkaammin. Nyt ennustavilla tekoälyalgoritmeilla pyritään ennustamaan, mitä esimerkiksi kuluttaja tekee seuraavaksi. Kuinka paljon voidaan tulevaisuudessa ennustaa isoja asioita, kun käytössämme on kvanttitietokoneet? Kvanttiteknologia on iso mahdollisuus ja potentiaali.”

– Elina Hiltunen, Futuristi –

”Kvanttiherruutta odotettiin pitkään ja epävarmuus loi jopa hieman alakuloa joidenkin tutkijoiden mielissä. Kun se sitten näytettiin, niin se oli hieno juttu koko alalle.”

– Mikko Möttönen, Aalto-yliopisto –

”Tässä vaiheessa mielikuvan pitää olla oikea. Pitää oivaltaa, että maailmanlaajuinen iso mullistus tulee ja ollaan tilanteessa, jossa pallo on jo lähtenyt liikkeelle. Vielä ei kenelläkään ole dominoivaa asemaa kvanttiteknologiassa, mutta jos nyt ei investoida lähivuosien aikana, helposti joku muu taho muodostuu keskeiseksi. Nyt voi olla joku vahvoilla, mutta peliä ei ole ratkaistu. Suomalainen kvanttitietokone on tärkeä. VTT:lle hankitaan kvanttitietokone, jota pitäisi ilman muuta tukea. Pitää miettiä pidemmälle tulevaisuuteen ja tehdä päätöksiä sen pohjalta. Miten tulevaisuudessa voisi pilotoinnin jälkeen saada tuotettua kvanttilaskentapalveluja? Ekosysteemin kehittäminen on tärkeää, jotta yritykset voisivat ja alkaisivat käyttää kvanttipalvelua.”

– Mikko Möttönen, Aalto-yliopisto –

”Kvanttitietokoneet ovat kaikille maailman maille tärkeä ala. Jos tulee täysin erilainen tapa tehdä laskentaa ja ratkaista ongelmia, saadaan erilaisille teollisuuden aloille hyötyä algoritmiikan puolelta. Mullistus laskentaan on näköpiirissä ja se tulee jossakin vaiheessa vaikuttamaan ihan kaikkeen liiketoimintaan.”

– Mikko Möttönen, Aalto-yliopisto –

Suomi on hyvin mukana kvanttikentällä

Suomessa olemme hyvässä tilanteessa. VTT ilmoitti hankkivansa Suomen ensimmäisen kvanttikoneen. Hanke alkaa viiden kubitin koneen hankinnasta ja tavoitteena on kasvattaa kubitien määrää jatkossa merkittävästi. VTT:n hanke on Suomelle ja Euroopalle tärkeä, koska osaaminen ja ansaintamallien syntyminen muodostuu tekemisen kautta. Jos tekemisessä ei olla vahvasti sen ytimessä mukana, osaaminen rakentuu muualle. Suomi on myös mukana eurooppalaisessa kvanttikommunikaatioverkostossa jonka tarkoituksena on kehittää ja varmistaa turvallinen infrastruktuuri kvanttiajan kommunikointitarpeisiin.

Artikkelin lopussa on vielä lyhyt kuvaus siitä, mitä kvanttiteknologia on.

Seuraavassa on 10 kohdan lista syistä miksi kvanttiteknologia on ajankohtainen käsiteltäväksi ja laitettavaksi seurantaan monessa hallituksessa ja yrityksessä. Nyt on oikea aika ryhtyä miettimään milloin tämä voi olla ajankohtainen sinun yrityksellesi ja pohtia milloin ja miten kilpailijasi ryhtyvät toimeen. 

Kvanttiteknologian 10 hyödyntämiskohdetta

Haastattelin eri alojen asiantuntijoita tätä artikkelia varten. Kokosin heidän näkemyksensä kvanttikoneen hyödyntämiskohteista kymmenen kohdan listaan. Kvanttiteknologia tulee vaikuttamaan kaikkiin ihmisen, yrityselämän ja universumin aloihin, joten lista antaa vain pienen katsauksen siihen, miltä tulevaisuus voi näyttää. Listan avulla, yritysten ja muiden organisaatioiden johtoryhmät pääsevät kuitenkin alkuun tutustumisessa kvanttimaailmaan.

1. Tuottavuus

Yritysten erilaisten prosessien kehitys on nykyteknologialla jo erittäin pitkällä, jopa niin, että merkittäviä kehitysaskeleita on vaikea löytää. Materiaalihallinta, logistiikka, tuotanto- ja palveluprosessit, markkinointi ovat alueita, joissa kvanttikoneen avulla suoritetusta optimoinnista voi olla merkittävää etua tuottavuuden kehittämisessä. Yksittäisenä esimerkkinä teollisuusrobotti on nykyisellään ohjelmoitu niin tehokkaaksi kuin mahdollista. Kvanttikoneen avulla vaikkapa hitsausrobotin liikeradat voidaan optimoida moninkertaisesti, jolloin saavutetaan taloudellisia säästöjä ja merkittävää parannusta myös energiatehokkuudessa.

2. Tutkimus ja tuotekehitys

On aloja, joissa datan määrä on niin valtava, että nykytietokoneilla on jopa mahdotonta päästä mallintamaan kohteen toimintaa ja dynamiikkaa. Tutkimus tehdään kokeilujen kautta ja sittenkään ei päästä toivottuun tarkkuuteen. Esimerkiksi lääketeollisuus odottaa kvanttikoneilta ratkaisuja muun muassa molekyylidynamiikan simulointiin, jolloin ei tarvitse enää yrittää ja erehtyä kokeellisesti vaan edetä simulaatioiden avulla. Tutkimustyö sekä tuotteiden ja ratkaisujen nopeutuvat ja voimme saada nopeammin uusia lääkkeitä tai rokotteita uudenlaisten sairauksien kohdatessa.

3. Ilmastonmuutos

Se mitä tiedämme ilmastosta tänään, on tulosta tuhansien tieteenharjoittajien työstä, mutta vieläkin on paljon selvitettävää. Mistä kaikesta ilmastojärjestelmä koostuu, miten ilmastonmuutoksen vaikutuksia voitaisiin mallintaa sekä yhdistää muiden tieteen alojen kanssa entistä parempien ratkaisujen löytämiseksi? Nämä ovat muiden muassa kysymyksiä, joihin kvanttiteknologialta toivotaan ratkaisuja ja uskotaan kvanttikoneen laskentatehon niitä myös tuovan. Apuna ilmastonmuutoksen suunnan muuttamisessa ovat myös kvanttisensorit, jotka ovat osa kvanttiteknologiaa. Kvanttisensorit keräävät tietoa nykysensoreita tarkemmin.

4. Ennakointi ja ennustaminen

Tekoäly ja koneoppiminen ovat jo tarjonneet suuren muutoksen erilaisten analyysien, ennakointien ja ennustusten tekemiseen. On kuitenkin alueita, joissa datamäärät ovat niin valtavia, että klassisten tietokoneiden laskentatehot eivät pysty niitä analysoimaan ja tuottamaan tarkkoja ennusteita. Sään ennustaminen on alue, jossa kvanttikoneen avulla voidaan saavuttaa huomattavasti tarkempia ennustuksia. Kvanttikoneen laskentatehon myötä myös mm. pankit ja finanssialan yritykset voivat torjua petoksia sekä arvioida riskejä ja tuottoja entistä tehokkaammin.

5. Liikenne

Volkswagen on yhdessä D-Wave yhtiön kanssa toteuttanut liikenteen optimointikokeiluja kvanttialgoritmejä hyödyntäen. Tavoitteena on liikennevirtojen optimoinnin kautta saavutettavat hyödyt ajankäytössä, energiatehokkuudessa, päästöttömyydessä ja liikenteen sujuvuudessa. Lissabonissa tehdyssä kokeilussa linja-auton kuljettajat pystyivät välttämään ruuhkatilanteita jo ennen ruuhkan syntymistä. Tulevaisuudessa kvanttikoneet voivat ohjata autonomisten kulkuvälineiden liikennettä ottaen huomioon eri ja muuttuvat ympäristötekijät. Tietoliikenteessä esimerkiksi televerkkojen optimointi, jota Italiassa on jo testattu sekä tukiasemien sijoittelussa voidaan saavuttaa moninkertaisia hyötyjä nykyteknologioihin verrattuna. ”Matkustavan myyntimiehen ongelma” on yksi kvanttikeskustelussa usein esitetty pulma.

6. Monimutkaisten ongelmien ratkaiseminen

Kvanttikone voi auttaa yritystä ratkaisemaan asiakkaiden ongelmia miljoona kertaa kilpailijoita nopeammin todetaan DIF ry:n blogissa. Klassinen tietokone toimii lineaarisesti ykkösten ja nollien välillä. Kvanttikone taas toimii aivan toisella tavalla – ykköset ja nollat toimivat yhtä aikaa superpositiossa. Monimutkaiset ongelmat ovat monimutkaisia, koska niissä on valtava määrä eri kerroksia. Kirjassaan ”Decoding Reality” fyysikko ja professori Vladko Vedral käyttää esimerkkinä kirjastoa. Tietyn kirjaston miljoonan nimikkeen joukosta oikean teoksen löytäminen kestäisi klassiselta koneelta pari viikkoa, kun kvanttikone tekisi saman muutamassa minuutissa. Kyvykkyys kompleksisten ja monikerroksisten ongelmien ratkaisemiseen tarjoaa varmasti kilpailuetua edelläkävijöille.

7. Yksilöllinen terveydenhoito

15 vuotta sitten kolesterolilääke oli yksi myydyimmistä lääkkeistä. Myöhemmin todettiin, että kyseinen lääke ei toimi jokaiselle. Lääketiede onkin kehittynyt yhä personoidumpaan suuntaan, yhä useampi saa täsmälääkettä sairauteensa. Mutta iso hyppy on vielä mahdollinen kvanttiteknologian myötä. Ihminen koostuu monesta eri kerroksesta ”omiikasta”, on genomiikkaa, metabolomiikkaa ja mikrobiomiikka ja niin edelleen. Lisäksi ihmisen terveyteen vaikuttavat mm. ympäristö, sosiaaliset olosuhteet, psyykkiset tekijät: Kvanttiteknologioiden – esim kvanttilaskenta ja -sensorit – voidaan ihmisen kokonaisuus huomioida entistä paremmin ja siten tarjota täysin yksilöllisesti laadittuja toimenpiteitä ja lääkityksiä. Vaikutukset ovat merkittäviä kansanterveyteen ja -talouteen sekä ihmisten hyvinvointiin.

8. Tieto- ja kyberturvallisuus

Suurin uhka, joka kvanttiteknologian käyttöönotosta voi aiheutua on nykyisten salausmenetelmien murtuminen. Post quantum cryptography -hankkeet pyrkivät varmistamaan, että tilanteeseen ollaan varautuneita. Toukokuussa 2020 julkistettiin Business Finlandin miljoonarahoitus SSH.COM:n tuotekehitykseen post quantum cryptography -projektiin. Samsung julkistaa viikolla 21 kvanttiturvallisen puhelimen. Kyberturvallisuuden uhasta ollaan montaa mieltä, mutta tärkeintä on ymmärtää, mikä yrityksen tietoturvassa olisi vaarassa, jos kvanttikone pystyisi siihen vaikuttamaan ja synnyttää tietoisuus miten ja missä vaiheessa on syytä toimia turvallisuuden varmistamiseksi.

9. Koneoppiminen

Kvanttikoneoppiminen on yksi kvanttiteknologian kiintoisimmista alueista, josta tiedetään toistaiseksi vähän. Kun kone pystyy käsittelemään valtavia datamääriä ja oppimaan itsenäisesti miten suuria ongelmia ratkaistaan, niin tullaan jälleen kerran näkemään kehitystä, jota ihmisten on ehkä tässä vaiheessa vaikea kuvitella. Käyttökohteita ja vaikutuksia ennakoidaan mm. maatalouteen ja ruuan tuotantoon sekä lentoteollisuuteen. Kvanttikoneoppiminen eli QML perustuu nykyisin kvanttidataan ja klassisen tietokoneen ja kvanttikoneen hybrideihin. Kvanttikoneoppimista sovelletaan esimerkiksi erilaisiin optimointi- ja mittaustehtäviin.

10. Monipuolinen teknologian hyödyntäminen

Keskusteluissa monet toivat esille niin kutsutun hypen välttämisen ja sen huomioimisen, että myös perinteisille teknologioille on paikkansa. Esimerkiksi avaruustutkimuksessa kvanttiteknologioilla voi olla hyötyä joissain sovelluksissa, mutta jatkossa suuri osa mallinnustyötä on kuitenkin tehtävä CPU- ja GPU-laskennalla. Myös vaihtoehtoisia tapoja kvantti- ja digitaalisille tietokoneille tutkitaan. Lupaavia esimerkkejä ovat mm. analogiset tietokoneet neuroverkkomallien toteuttamiseksi tekoälysovelluksissa.

Johdon ja hallitusten työn keskiössä on holistisuus, sellaisten kokonaisuuksien rakentaminen, joissa yhtiö tai organisaatio hyötyy eniten ja tuottaa parasta mahdollista arvoa asiakkaalleen. Tulevaisuudessa kvanttiteknologialla on roolinsa kokonaisuudessa, vaikka muiden teknologioiden osuus olisikin merkittävämpi. Siksi tutustuminen kvanttimaailmaan on syytä aloittaa mahdollisimman pian.

”Euroopassa omavaraisuus kvanttiteknologiassa olisi erittäin tärkeää. Nyt Euroopalla on hyvät saumat ottaa takaisin ensimmäisen IT boomin menetyksiä. Kvanttitietokoneessa nähdään uusi mahdollisuus saada Eurooppaan pitkää hyvinvointia. Euroopassa on vahvaa osaamista tällä alueella ja siksi se on luonnollinen ala menestyä. Erityisesti Suomessa suprajohtavien piirien tutkimusta on tehty pitkään. Ekosysteemi on alkanut muotoutua: Aalto, VTT, IQM, Bluefors. Kvanttiteknologiasta on mahdollisuus saada Suomelle uusi elinkeinoveturi.”

– Mikko Möttönen, Aalto-yliopisto –

”On nähtävissä, että kvanttilaskenta on kokonaisuus, joka voisi soveltua hyvin sään ja ilmastonmuutoksen ennustamiseen ja mallintamiseen. Kvanttilaskennan erityispiirteitä voidaan hyödyntää luonnonlaeista johdettujen yhtälöiden laskennallisessa ratkaisemisessa. Käsityksemme on, että tekoäly ei sinänsä tuota sääennustuksen seuraavaa disruptiota, mutta kvanttikoneisiin sellainen lupaus sisältyy. ”

– Juhani Damski, Ilmatieteen laitos –

”Ilmastomuutoksen vaikutusten syvä ymmärtäminen ja hallinta tarvitsevat nopeampia ja tarkempia ilmastojärjestelmäsimulaatioíta, jotka voisivat tulla mahdollisiksi kvanttikoneiden myötä. Tällöin voitaisiin ottaa entistä paremmin huomioon epävarmuudet ja mennä syvemmälle fysiikkaan, kytkien ne paremmin muihin tieteen aloihin (esim. sosiaaliset tieteet).”

– Sami Niemelä, Ilmatieteen laitos –

”Pitkäjänteistä resursointia tarvitaan erityisesti tutkimusrahoituksen kautta. Toivomus on, ettemme olisi akateemisessa siilossa, vaan ryhtyisimme toimeen ja hyödyntäisimme kvanttilaskentaa siilottomasti, pitkäjänteisesti ja pragmaattisesti ongelmien ratkoen.”

– Juhani Damski ja Sami Niemelä, Ilmatieteen laitos –

”Toivottavasti kvanttiteknologian osalta ei jäädä odottamaan, milloin tulee ensimmäinen läpimurto. Liian usein käy niin, että odotellaan valtavirtaa ja hyväksyttyä ratkaisua, ennen kuin disruptiivinen teknologia otetaan omaan agendaan. Ei olla mukana luomassa voittajateknologiaa. Näin ei saada suurimpia rahoja ja hyötyjä. Markkinoilla ensimmäiset kaappaa voitot, sitten tulee pitkä häntä, jotka saavat vain vaatimattomia voittoja. Ellei sitten löydä niche juttua, jolla voi kilpailla.”

– Anne Brunila, KTT, Koneen hallituksen jäsen –

Suositukset johtoryhmille ja hallituksille

Johtamisen aikajänteet ovat monella teollisuuden haaralla pitkiä. Investointisyklit ovat 10-30 vuotta ja jopa pidempiä kun mennään energiateollisuuteen. Nyt tehdään päätöksiä investoinneista jotka tulevat haastetuiksi kvanttitietokoneilla viimeistään 2030 luvulla.

Tiedosta, että kvanttikehitys on olennaista. Kehitystä pitää eri tavoin seurata ja muodostaa omaa näkymää tulevaisuuteen ja analysoida mitkä kehitykset ovat olennaisia juuri meille.

Ymmärrä, ne pisteet missä kvanttikoneella voi saavuttaa kilpailuetua ja tee suunnitelma, miten kvanttiteknologia otetaan yrityksen agendalle. Aihe tulisi vähintäinkin sijoittaa hallituksen vuosikelloon. Johdon strategiasessioon kannattaa lisätä tilaisuus saada tietoa kvanttiteknologioista.

Valmistaudu, tuo esille loistavia ongelmia, joita kvanttiteknologioilla voisi ratkaista. Jos kvanttiteknologioilla näyttäisi olevan vaikutusta tai hyötypotentiaalia yrityksellesi, hanki asiatuntemusta, jotta voit alkaa rakentaa yrityksen kvanttipolkua.

”Asenteesta tämä on kiinni. Kvantissa on uusi maailma, jossa on mahdollisuus luoda uutta – vai oletko perässähiihtäjä? Suomessa tehty valtavan hienoja keksintöjä, mutta perusasenne on, että lasketaan hulluna kaikki riskit, lasketaan kaikki, ennen kuin uskalletaan lähteä liikkeelle. Tällöin jäädään pois ensimmäisestä aallosta.”

– Anne Brunila, KTT, Koneen hallituksen jäsen –

”Hallitusten ja järjestöjen pitäisi tuoda esille näitä uusia asioita, luoda tietopankkeja. Millaista valistusta tarvitaan? Valistetaan ensin lähellä toimijoita olevat valistajat, avain organisaatiot ja avainhenkilöt.”

– Anne Brunila, KTT, Koneen hallituksen jäsen –

”Mitä useampi on omaksumassa uusia ajatuksia, sitä nopeammin asiat etenevät. On keskeistä ymmärtää, mikä asiakkaalle on hyödyksi. Eduksi on se, että on useampia yrityksiä, jotka toimivat kentällä. Enemmän asiakkaita saa, jos ei pelkää kilpailua. Asiakkaiden epäluulo syntyy, jos kukaan muu ei tarjoa ratkaisuja – vaikka avoin ratkaisu voi kaikilla olla samantyyppinen, mutta idea voi olla omanlainen, samassa maastossa liikutaan. ”

– Anne Brunila, KTT, Koneen hallituksen jäsen –

”Ei siiloja, mikään ei onnistu, jos ei saada ihmisiä mukaan. Tarvitaan ymmärrystä, miten ihminen muuttuu, käyttäytyminen, organisaatio. Inhimillisen puolen ymmärtäminen A ja O.”

– Anne Brunila, KTT, Koneen hallituksen jäsen –

”Kvantti on uusi juttu ja tuntematon asia. Eurooppalainen kvanttijulistus kiersi 10 ministeriötä, reaktiot olivat tyyppiä ”ei kuulu meille”. Kvanttiteknologia on liian uusi ja vieras, se ohitetaan. Tietoisuus ja ymmärrys tärkeää kuitenkin tärkeää jo nyt. Tärkeintä on ymmärtää, mitä tekniikalla on saavutettavissa. Suuri huoli on siitä, että jäädään jälkeen muista maanosista. Suomi on usein liian matalalla profiililla mukana EU rahoituksissa. Horisontti rahoitus sekä digitaalinen Eurooppa käsittää 2018 biljoonaa euroa 10 vuoden aikana. Suomalaiset yliopistot ja insinööriosaaminen ovat huippua molemmat, joten kannattaa hakeutua eurooppalaiseen tutkimuskenttään mukaan. Jostain syystä eurooppalaiseen yhteistyöhön on vaikea saada suomalaisia. Tietoturvan osalta Suomi on kokoaan isompi maa, tältä osin osaamisellamme on hyvä perusta suhtautua myönteisesti kvanttialan kehitykseen.”

– Laura Vilkkonen, LVM –

”Teknologia ei ole enää rajoittava tekijä. Perinteinen teknologia on helppoa, monimutkaisuus tulee tyypillisesti prosesseista, itse synnytetyistä kompleksisuudesta. Kvanttikoneeseen syötettävien ongelmien formulointi algoritmeiksi on vaikeaa. Kun joku tuo kvanttikoneen markkinoille, on siinä vaiheessa myöhäistä ryhtyä formuloimaan omia ongelmia kvanttiaikaan.”

– Jaakko Hyvärinen, Accenture Oy –

”Accenturella on tunnistettu toimialoittain yli 200 use casea, missä tulee olemaan merkittäviä etuja. Kaikilla toimialoilla löytyy. Esimerkiksi finanssialalla protfolion optimointi, energiateollisuuden prosessioptimoinnit ja simuloinnit, kaupan alalla logistiikan optimointi. Sään ennustaminen, kryptografia ovat kvanttiteknologian sovelluskohteita.”

– Jaakko Hyvärinen, Accenture Oy –

Kvanttiteknologia pähkinänkuoressa:

  • Kvanttimekaniikka = Fysiikan perusteoria, joka kuvaa miten luonnonlait (pl. painovoima) toimivat. Sisältää joukon käsitteitä, jotka tuntuvat oudoilta ihmisaistien havaittavissa olevassa maailmassa.
  • Superpositio = Kvanttitilassa olevat kappaleet käyttäytyvät kuin aallot että kiinteät hiukkaset yhtä aikaa. Niiden tilaa (esim. energia) ei voi määritellä tarkasti vaan se on todennäköisyysjakauma (superpositio) kaikkia mahdollisia tiloja. Klassisessa tietokoneessa bitit ovat nollia tai ykkösiä, kvanttikoneessa nämä voivat olla yhtä aikaa molempia, eli ne ovat superpositiossa.
  • Lomittuminen (entanglement) = Kvanttitilassa olevat kappaleet voivat olla kytkeytyneinä toisiinsa siten, että riippumatta siitä kuinka kaukana ne ovat toisistaan niiden tilat ovat erottamattomasti riippuvaisia toisistaan. ”Spooky action at a distance”, kuten Albert Einstein kutsui tätä.
  • Teleportaatio = Tiedon välittämistä lomittumisen avulla kahden kvanttihiukkasen välillä. Vain tieto siirtyy – ei hiukkaset (eli ihmisten siirtäminen tällä tavalla ei onnistu a la Star Trek).
  • Kvanttitietokone eli kvanttikone = Tietokone, joka hyödyntää kvanttimekaniikan erityispiirteitä sellaisten laskutoimitusten tekemiseksi, joka ei olisi mahdollista järkevässä ajassa perinteisellä tietokoneella.
  • Kubitti eli kvantti bitti (qubit englanniksi) = kubitti on kvanttitilojen superpositio ja pystyy varastoimaan paljon monipuolisemmin tietoa kuin tavallinen bitti. Kvanttitietokoneita vertaillaan monesti kubittimäärän mukaan, koska se kuvastaa kuinka monimutkaisia laskutoimituksia kvanttitietokone pystyy tekemään.
  • Kvanttisalaus = teknologia, jonka avulla voidaan viestiä ilman, että muut kuin viestinnän osapuolet pääsevät käsiksi viestin sisältöön. Kvanttisalausavainten avulla salauksen murtaminen on ainakin teoriassa mahdotonta.

Yhteistyössä

Tilaa uutiskirje!

Kvanttiteknologia pähkinänkuoressa

Kvanttiteknologia pähkinänkuoressa

mennessä | huhti 10, 2020 | Quantum (in Finnish)

Kvanttiteknologia pähkinänkuoressa 

  • Kvanttimekaniikka = Fysiikan perusteoria, joka kuvaa miten luonnonlait (pl. painovoima) toimivat. Sisältää joukon käsitteitä, jotka tuntuvat oudoilta ihmisaistien havaittavissa olevassa maailmassa.
  • Superpositio = Kvanttitilassa olevat kappaleet käyttäytyvät kuin aallot että kiinteät hiukkaset yhtä aikaa. Niiden tilaa (esim. energia) ei voi määritellä tarkasti vaan se on todennäköisyysjakauma (superpositio) kaikkia mahdollisia tiloja. Klassisessa tietokoneessa bitit ovat nollia tai ykkösiä, kvanttikoneessa nämä voivat olla yhtä aikaa molempia, eli ne ovat superpositiossa.
  • Lomittuminen (entanglement) = Kvanttitilassa olevat kappaleet voivat olla kytkeytyneinä toisiinsa siten, että riippumatta siitä kuinka kaukana ne ovat toisistaan niiden tilat ovat erottamattomasti riippuvaisia toisistaan. ”Spooky action at a distance”, kuten Albert Einstein kutsui tätä.
  • Teleportaatio = Tiedon välittämistä lomittumisen avulla kahden kvanttihiukkasen välillä. Vain tieto siirtyy – ei hiukkaset (eli ihmisten siirtäminen tällä tavalla ei onnistu a la Star Trek).
  • Kvanttitietokone eli kvanttikone = Tietokone, joka hyödyntää kvanttimekaniikan erityispiirteitä sellaisten laskutoimitusten tekemiseksi, joka ei olisi mahdollista järkevässä ajassa perinteisellä tietokoneella.
  • Kubitti eli kvantti bitti (qubit englanniksi) = kubitti on kvanttitilojen superpositio ja pystyy varastoimaan paljon monipuolisemmin tietoa kuin tavallinen bitti. Kvanttitietokoneita vertaillaan monesti kubittimäärän mukaan, koska se kuvastaa kuinka monimutkaisia laskutoimituksia kvanttitietokone pystyy tekemään.
  • Kvanttisalaus = teknologia, jonka avulla voidaan viestiä ilman, että muut kuin viestinnän osapuolet pääsevät käsiksi viestin sisältöön. Kvanttisalausavainten avulla salauksen murtaminen on ainakin teoriassa mahdotonta.
Tilaa uutiskirje!