Kvanttitietokoneet ovat herättäneet toivoa ja mielenkiintoa jo pari vuosikymmentä. Mutta onko niillä koskaan reaalista mahdollisuutta toteutua? Ranskalainen teoreettinen fyysikko Mikhail Dyakonov kirjoittaa IEEE Spectrum -verkkosivuilla vahvan epäilyksensä aiheesta. Kvanttitietokoneen erikoisen toimintatavan vuoksi siinä tarvittavien varsinaisten käyttökubittien määrän olisi oltava 1000 - 100 000. Kun lisäksi tulee vaatimus virheenkorjauksesta näille jokaiselle, lopullinen lukumäärä nousee miljooniin.
Dyakonovin mukaan sellaisten jatkuvien parametrien lukumäärän, jotka kuvaavat käyttökelpoisen kvanttikoneen tilan jollakin hetkellä, on oltava vähintään 21000, toisin sanoen noin 10300. Näin suuri luku ylittää havaittavan maailmankaikkeuden subatomisten hiukkasten määrän.
Dyakonovin mukaan on täysin mahdotonta kuvata virheiden hallintaa 10300 jatkuvaan parametriin. Hänen mukaansa teoriassa näin voidaan tehdä, mutta käytännön realiteetit eivät sitä mahdollista. Hän toteaa artikkelissaan, että alan kokeellinen tutkimus on hyödyllistä ja voi johtaa monimutkaisten kvanttijärjestelmien ymmärtämiseen, mutta epäilee sitä, että nämä ponnistelut koskaan johtavat käytännön kvanttitietokoneeseen.
Tällaisen tietokoneen pitäisi pystyä manipuloimaan - mikroskooppisella tasolla ja suunnattomalla tarkkuudella - fyysistä järjestelmää, jolle on tunnusomaista mielikuvituksellisen valtava joukko parametreja, joista jokainen voi ottaa jatkuvan arvovälin. Voisimmeko koskaan oppia hallitsemaan 10300 jatkuvasti muuttuvaa parametria, jotka määrittelevät tällaisen järjestelmän kvanttitilan? Dyakonovin vastaus on ei koskaan.
On olemassa valtava ero niiden alkeellisten mutta vaikuttavien kokeiden välillä, jotka on tehty muutamilla kubiteilla ja äärimmäisen kehittyneillä kvantti-laskentateorioilla, joilla manipuloida tuhansia miljoonia kubitarvoja jonkin hyödyllisen laskemiseksi. Tätä aukkoa ei todennäköisesti kurota umpeen kovin pian.
Daykonov muistutti, mitä IBM:n fyysikko Rolf Landauer kehotti tutkijoita tekemään vuosikymmeniä sitten, kun keskustelu lämpeni ensimmäistä kertaa. Hän kehotti kvanttilaskennan kannattajia sisällyttämään julkaisuihinsa vastuuvapauslausekkeen, jonka mukaan: "Tämä järjestelmä, kuten kaikki muut kvanttilaskennan järjestelmät, perustuu spekulatiiviseen tekniikkaan, ei nykyisessä muodossaan ota huomioon kaikkia mahdollisia kohinan lähteitä, epäluotettavuutta ja valmistusvirheitä ja ei luultavasti toimi."
Harvassa tutkimuksessa sellaista lienee näkynyt ja vielä vähemmän tutkimusinstituutioiden julkaisemissa tiedotteissa. Ainoa kirjoittajan muistama sellaiseen viittaava tapaus liittyy Sydneyn yliopiston Michael Biercukin toivomus uudesta aineen olomuodosta, jota tehokkaan kvanttikoneen toteuttamiseksi tarvittaisiin.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 22.11.2018
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
