Fujitsu on perustanut Delftin teknisen korkeakoulun yhteyteen uuden kvanttitekniikan laboratorion. Samalla yhtiö kertoi, missä kvanttikoneiden kehityksessä ollaan menossa. Niihin liittyy monia haasteita, mutta myös uhkia. Yhtiön teknologiajohtaja Vivek Mahajanin arvio monen pelkäämästä kvanttiuhasta on synkkä. - Se tulee väistämättä toteutumaan.
Kvanttiuhalla viitataan yleensä tilanteeseen, jossa esimerkiksi internetin nykyinen salaus voitaisiin murtaa kvanttitietokoneella. Tämä tekisi esimerkiksi nykyisistä pankkijärjestelmistä täysin haavoittuvaisia.
Voi tietysti kysyä, miten rikolliset voivat päästä käsiksi tekniikkaan, jota tällä hetkellä osaa rakentaa ja kehittää vain kourallinen yrityksiä. Tekniikkaan, joka ei tällä hetkellä ole lähelläkään mitään järkeviä käytännön sovelluskohteita?
- Niin on käynyt jokaisen tekniikan kohdalla. Väistämättä niin tulee käymään myös kvanttitietokoneiden kanssa, Mahajan ennustaa.
Kvanttitietokoneet perustuvat siihen, että perinteisen ykkösen ja nollan eli binäärilogiikan sijaan kvanttiprosessorissa bitti voi olla yhtä aikaa eri tiloissa eli superpositiossa. Bitin arvo määräytyy vasta, kun se luetaan. Tällaisella prosessorilla voidaan hyvin tehokkaasti ratkoa ongelmia, joihin binäärilogiikka ei anna vastauksia, tai joihin vastausten antaminen kestäisi epäkäytännöllisen kauan.
Kvanttiprosessori voidaan toteuttaa monella eri tavalla. Fujitsu itse kehittää suprajohtavuuteen perustuvia prosessoreja Riken-tutkimuslaitoksen kanssa. Delftissä yhtiö kehittää timantin spiniin perustuvaa laskentaa. Mahajanin mukaan kvanttiprosessorien tiellä ollaan vasta ottamassa ensimmäisiä akselia.
- Olemme aivan alkuvaiheessa. Jos ajatellaan kvanttitietokoneiden kehitystä asteikolla 1-100, olemme ehkä ykkösen kohdalla. Tällä hetkellä virheiden kontrollointi on erittäin tärkeä tutkimuskohde.
Fujitsun ja Rikenin roadmapissa on ensi vuoden kohdalle piirretty 256 kubitin kvanttitietokone. Tuhannen kubitin kone on vuorossa ehkä vuonna 2026 tai heti sen jälkeen. Tähän saakka on päästy noin neljännesvuosisadassa, sillä ensimmäinen suprajohtava kubitti onnistuttiin valmistamaan vuonna 1999.
Kvanttikoneissa tärkeä termi on koherenssi, joka viittaa kykyyn pitää kvanttitilaa eli superpositiota kontrollissa. Riken-tutkimuslaitoksen ohjelmaa johtavan professori Yasunobu Nakamuran mukaan tällä hetkellä ollaan noin millisekunnissa eli 1000 nanosekunnissa. Nakamuran mukaan koherenssi on 25 vuodessa parantunut kuusi kertaluokkaa, yhteen nanosekuntiin päästiin noin vuonna 2009.
Millisekunti kuitenkin riittää, jotta kvanttitla voidaan luotettavasti lukea. – Seuraava haaste on skaalaaminen, Nakamura sanoi Delftissä.
Kvanttikoneiden ”Graalin malja” ei kuitenkaan ole joku tuhannen kubitin kone, kuten joskus on sanottu. Nakamuran mukaan tärkeämpää on päästä vikasietoiseen kvanttitietokoneeseen, joka tuottaa käytännössä virheettömiä vastauksia. Kvanttitilan lukemisessa virheenkorjaus on hyvin vaativaa. - Vielä kukaan ei ole demonnut, että virheenkorjauksen error-rate olisi parempi kuin yksittäisen kubitin lukemisessa, Nakamura muistutti.
Virheettömyys on tärkeä tavoite, sillä jos superposition lukee, se hajoaa täysin. Sitä ennen käytännön hyödyt ovat rajallisia, eikä oikeasta kvanttiherruudesta voida puhua.
Elektroniikka- ja kodinkonekaupan yhdistys ETKOn lukujen mukaan Suomessa myytiin heinä-syyskuussa reilut 636 tuhatta puhelinta, mikä on 4,4 prosenttia enemmän kuin vuotta aikaisemmin. Rahassa mitattuna myynnin arvo sen sijaan laski 1,6 prosenttia.
Tulevaisuuden autot nojaavat yhä tiukemmin nopeaan datansiirtoon. Tämän dataväylän pitää perustua standardiin. Sellainen on PCIe-väylä, kertoo Microchip.
