Aalto-yliopisto koordinoimaan uutta Suomen kvanttilippulaivaa
“Lippulaiva mahdollistaa laajan kansallisen yhteistyön, jolla turvataan suomalaisen yhteiskunnan valmius kvanttiteknologiamurroksessa”, johtaja Peter Liljeroth kertoo.
Jukka Pekolalle Suomen Kulttuurirahaston palkinto – ”kvantti kiinnostaa tiede- ja scifimaailman ulkopuolellakin"
Professori Jukka Pekola saa Suomen Kulttuurirahaston palkinnon kvanttiteknologiatutkimuksen pitkäaikaisesta edistämisestä ja osallistumisesta ihmiskunnan haasteiden ratkaisemiseen.
Jukka Pekola, mitkä ovat sinun kvanttitutkimuksesi lähtökohdat?
Meillä on Suomessa hyvät lähtökohdat kvanttitutkimukselle. Kylmälaboratorio, matalien lämpötilojen teknologia ja suprajohtavat laitteet ovat olleet tapetilla yli 50 vuotta. Kylmälaboratorion perustaja Olli V. Lounasmaa oli edelläkävijä tiedepoliittisesti ja -strategisesti, ja hän ymmärsi kansainvälistymisen merkityksen. Hän myös oivalsi, että Suomi on korkean teknologian maana pieni, joten täällä on syytä löytää omat erikoistumisalat. Hän loi myös Suomeen kansainvälisen tutkijayhteisön kokeellisen kylmäfysiikan alalla. Tutkijoiden avoimuus ja liikkuvuus olivat avaimia menestykselle.
Miten kvanttivallankumous näyttäytyy tässä hetkessä?
Maailmanlaajuisesti viime vuosikymmeninä on saatu aikaan makroskooppisia systeemejä eli ihmisen tekemiä laitteita, jotka toimivat kvanttimekaanisesti eli niissä voidaan saada aikaan kvanttisuperpositio ja lomittuneita tiloja. Ne myös säilyttävät kvanttitilan sen verran pitkän ajan, että niitä voidaan käyttää hyväksi vaativissa kokeissa ja laitteissa. Vuonna 1999 onnistuttiin rakentamaan ensimmäinen suprajohtava kvanttibitti, jonka elinaika oli noin yksi nanosekunti. Tänä päivänä näiden kvanttiteknologian peruselementtien elinaika on parhaimmillaan millisekunnin luokkaa, mikä tarkoittaa miljoonakertaista parannusta aiempaan.
Ei ole mennyt myöskään kovin montaa vuosikymmentä siitä, kun ajateltiin, että kvantti-ilmiöitä voidaan havaita vain atomimaailmassa. Vasta 1980- ja 1990-luvuilla havaittiin, että ihmisen on mahdollista tehdä kvanttilaitteita, ja mittakaavassa onkin menty atomimaailmasta millimetrin tai senttimetrin kokoluokkaan. Fyysikot ja filosofit miettivät usein, onko jotain rajaa sille, miten paljon kokoluokkaa voidaan kasvattaa.
Missä vaiheessa oman ryhmäsi tutkimus on juuri nyt?
Minun tieteellinen rakkauteni on ollut jo 40 vuoden ajan kvanttifysiikkaa ja termodynamiikkaa yhdistävä kvanttitermodynamiikka eli se, miten lämpötila määräytyy kvanttisysteemissä ja miten lämpö kulkeutuu siinä. Kvanttisysteemi on lähtökohtaisesti avoin eli se kytkeytyy ympäristöön, mutta mikä on lämpötila, ja mikä sen määrää? Teknologiakehitys on vähitellen mahdollistanut yhä tarkemman kokeellisen tutkimuksen, joten nyt näitä kysymyksiä voidaan tutkia entistä paremmin tarkoin räätälöidyissä systeemeissä.
Kuvailetko kvanttiyhteisöä tällä hetkellä?
Meillä on Suomessa aivan mahtava yhteisö, joka on vienyt kvanttialaa eteenpäin yhteistuumin. Ideamme on lyödä yhteen perustutkijat ja soveltajat eri osa-alueilta. Yhteisö on laaja, ja kuitenkin pystymme puhumaan samallakin kielellä. Kansallisten huippuyksiköiden aikana on syntynyt merkittävää teollisuutta tälle alalle, kuten Bluefors ja IQM. Toisaalta kvantti on vielä lapsenkengissä verrattuna moneen muuhun alaan.
Koen, että perustutkimus on ainoa järkevä tapa saada jotain pitkäjänteistä ja vaikuttavaa aikaiseksi. Viime aikoina olemme myös lähteneet kehittämään kvanttikoulutusta, ja nythän olemme saaneet esimerkiksi uusia tohtorikoulutuspaikkoja alalle monesta suunnasta. Haluaisin nähdä opiskelijayhteisön, josta kasvaa kvanttiekosysteemiä eteenpäin vievä voima.
Meillä on paljon nuoria kansainvälisiä tutkijoita ja opiskelijoita tällä alalla, ja olisi tosi tärkeää, ettei heidän työskentelylleen aseteta tarpeettomia rajoituksia. Muussa tapauksessa kvanttiteknologioiden ja -tutkimuksen kehitys vaarantuu. Moni heistä miettii jo tällä hetkellä, onko Suomi hyvä paikka olla tulevaisuudessa.
Suomessa on muuten asiat hyvin tällä alalla, koska ihmiset tuntevat toisensa. Pystymme puhaltamaan yhteen hiileen. Kansallinen kvantti-instituutti InstituteQ pyritään myös laajentamaan koko maata kattavaksi ja juuri aloittaneessa kansallisessa lippulaivahankkeessa on toimijoita laajalti eri instituuteista.
Olemme halunneet, että instituutti edustaa Suomessa laajasti kvanttitiedettä ja teknologiaa. Tämän vuoksi mukana on tutkijoita hyvin erilaisilta tieteenaloilta, esimerkiksi kvanttifilosofeja. Tämä haastaa tutkijoita katsomaan oman mukavuusalueensa ulkopuolelle. Opiskelijat ja nuoret tutkijat pääsevät näkemään, että tutkimuskenttään kuuluu asioita, jotka eivät ole toteutettavissa omassa laboratoriossa. Yritän pureutua filosofisiinkin kysymyksiin myös omassa tutkimuksessani, mutta matemaattisesti ja tekniikkaa apuna käyttäen.
Millä tapaa kvanttitutkijan omaäänisyys ja tinkimättömyys kuuluu – tai on kuulumatta?
Kvanttiteknologia käy parhaillaan läpi uusille aloille tyypillistä hype-vaihetta, johon liittyvät suuret lupaukset ja odotukset, eikä yksittäisten tutkijoiden – varsinkaan skeptikoiden – ääntä välttämättä kuulla. Se on vaarana. Jos ala kehittyy megatrendiksi, tutkimuksen ja tekniikan konkreettiset peruspilarit voivat helposti jäädä taka-alalle. Tämän vuoksi moniäänistä keskustelua tarvittaisiin myös tiedeyhteisön ulkopuolella.
Missä vaiheessa kvanttiteknologiaa voi alkaa kohdata arjessa?
Kvanttisensoreiden alueella voidaan saada nopeasti aikaiseksi käytännönläheisiä kuluttajatuotteita. Sensorit mittaavat kvanttikoherentteihin ilmiöihin perustuen esimerkiksi erilaisia ympäristön parametreja, kuten magneettikenttiä, liikettä, säteilyä tai vaikkapa lämpötilaa. Kvanttiteknologian suuren haasteen ja lupauksen – kvanttitietokoneen – kehitysaikataulua en halua lähteä tässä ennustamaan.
Miten kvanttimaailma näyttäytyy kulttuurin kentällä ja mitä kulttuurin tekijöiden olisi hyvä ottaa huomioon, jos he lähestyvät kvanttimaailmaa taiteen keinoin?
Kvantti kiehtoo ihmisiä, ja se ponnahtaa esiin monissa yhteyksissä. Ihmiset miettivät, miten se tulee vaikuttamaan elämään tulevaisuudessa. Kvantti ei ole kiinnostavaa pelkästään tutkijoiden piirissä tai scifi-maailmassa, vaan se kiinnostaa paljon laajemmin.
Kvanttitiede ja -teknologia pohjautuvat hyvin konkreettisiin matemaattisiin rakenteisiin ja kokeellisiin faktoihin. Jotta voisi tehdä jotain uskottavaa – ellei sitten haluta tehdä täyttä fiktiota – on hyvä keskustella alan tutkijoiden kanssa. Muuten voi mopo karata käsistä. Mutta kulttuurilla ja taiteella on toki myös vapaus ylittää raja-aitoja. Suomessakin tehdään paljon ristipölytystä tieteen, taiteen ja kulttuurin saralla muun muassa joidenkin kvantti-instituutin tutkijoiden toimesta.
Lue tiedote Suomen Kulttuurirahaston sivuilla: Suomen Kulttuurirahaston palkinnot Villu Jaanisoolle, Heini Junkkaalalle ja Jukka Pekolalle
Lue lisää:
Professori Jukka Pekola johtamaan kansallista InstituteQ-yhteistyötä
Samalla on nimetty ohjausryhmä tukemaan kvanttiosaajien yhteistyön kehittämistä.
InstituteQ – kansallinen kvantti-instituutti
Aalto-yliopiston, Helsingin yliopiston ja VTT:n InstituteQ-yhteistyö kokoaa kansallisen kvanttiteknologian tutkimuksen, koulutuksen ja yrityskentän.
- Julkaistu:
- Päivitetty:
Lue lisää uutisia
Modernin arkkitehtuurin tutkimukseen merkittävä apuraha Koneen säätiöltä – Laura Bergerin hanke rinnastaa rakennuskadon luontokatoon
Aalto-yliopiston postdoc-tutkija Laura Berger ja hänen työryhmänsä ovat saaneet Koneen säätiön 541 400 euron apurahan hankkeen tutkimiseen, joka tarkastelee rakennuskadon vaikutuksia yhteiskunnalle ja ympäristölle.
Professori Matti Rossille tiimeineen arvostettu AIS Impact Award 2024
Tiimi voitti palkinnon teknologisesta ja yrittäjyyteen liittyvästä vaikuttavuudesta
Tutkijoiden tavoitteena on korjata kvanttivirheet huoneenlämmön sijaan superkylmässä lämpötilassa
Kvanttitietokoneiden kehityksessä yksi suurimmista haasteista on se, että kvanttibitit eli kubitit ovat liian epätarkkoja. Tarvitaan siis tehokkaampaa kvanttivirheen korjausta, jotta kvanttitietokoneita voidaan tulevaisuudessa ottaa laajemmin käyttöön. Professori Mikko Möttösellä on kvanttikorjaukseen uudenlainen ratkaisuehdotus, ja sen kehittämiseksi hän on saanut kolmevuotisen apurahan Jane ja Aatos Erkon säätiöltä.