Kvanttiteknologian opinnot alkavat Aalto-yliopistossa – fysiikan opiskelija Artturi Jalli ohjelmoi jo IBM:n kvanttitietokonetta

Quantum technology (kvanttiteknologia) on yksi Aalto-yliopiston tekniikan alan englanninkielisen kandidaattiohjelman viidestä hakukohteesta. Uusi kvanttiteknologian pääaine tarjoaa opiskelijoille innovatiivista ja poikkitieteellistä koulutusta, jossa yhdistyvät matematiikka, tietotekniikka ja kvanttifysiikka. Pääaineesta saa vahvan pohjan jatko-opinnoille. Opetus tapahtuu kokonaisuudessaan englanniksi.

”Kvanttiteknologian kurssit on räätälöity opiskelijoille, joilla on vahva halu kehittää kvantti-ilmiöitä hyödyntäviä tosielämän sovelluksia, esimerkiksi kvanttitietokonetta. Tutkinto-ohjelmassa on vakuuttava joukko kvanttifysiikkaan vihkiytyneitä opettajia, jotka edustavat tieteen ja tekniikan eri aloja. Aiomme myös kehittää yhteisopiskelua ja tutkimusprojekteja yritysten ja muiden tutkimuslaitosten kanssa,” professori Christian Flindt sanoo.

Kvanttilaskentateollisuuden arvioidaan kasvavan kansainvälisesti noin 30% vuosittain. Monet yritykset, kuten IBM, Nokia Bell Labs ja Microsoft, panostavat nyt vahvasti kvanttilaskentaan ja muihin kvanttiteknologioihin. Nature Physics -julkaisun mukaan kvanttiteknologiateollisuuden nopea kasvu luo monenlaisia työmahdollisuuksia tulevaisuuden kvanttiosaajille.

Aalto-yliopiston kvanttiteknologian osaaminen on vahvaa. Professori Jukka Pekola johtaa Suomen Akatemian rahoittamaa kvanttiteknologian huippuyksikköä. Lisäksi Euroopan unionin käynnistämä Quantum Flagship tarjoaa yli miljardi euroa rahoitusta yli viidelle tuhannelle tutkijalle seuraavan kymmenen vuoden aikana. Aalto-yliopiston entisten tutkijoiden perustama suomalainen yritys BlueFors ja vanhemman tutkijan Mikko Möttösen vetämä tutkimusryhmä ovat mukana tutkimusprojektissa, jonka tavoitteena on rakentaa korkeatehoinen hybridikvanttitietokone. Myös professori Lauri Parkkosen ja professori Zhipei Sunin tutkimusryhmät osallistuvat Quantum Flagship-hankkeisiin, muun muassa metrologiassa ja nanofotoniikassa.

Kvanttiohjelmointia kesätöinä

Teknillisen fysiikan opiskelija Artturi Jalli on ollut aina kiinnostunut fysiikasta, kvanttimekaniikasta ja tietokoneista. Vuonna 2018 hän sai mahdollisuuden ohjelmoida IBM:n kvanttitietokonetta osana kesäistä työharjoitteluaan professori Christian Flindtin tutkimusryhmässä.

"Ajoin New Yorkissa sijaitsevassa IMB:n kvanttitietokoneessa yksinkertaisia kvanttialgoritmeja suoran nettiyhteyden kautta. Kuka tahansa voi kirjautua ja ohjelmoida kvanttitietokonetta etänä. Se on jopa käytettävissä ilmaiseksi netissä IBM:n pilvipalvelualustalla,” Jalli sanoo.

Artturi Jalli sai selville, että vaikka IBM:n kvanttitietokone ottaa vasta ensiaskeliaan, se voi jo toteuttaa lukuisia yksinkertaisia kvanttialgoritmeja. Käyttämällä yhtä yksinkertaista kvanttialgoritmia, Jalli rakensi kvanttipelin, jossa on neljä virtuaalista kuppia ja pallo piilossa yhden kupin alla. Kvanttimekaniikan periaatteiden mukaan, optimaalisesti toimiva kvanttitietokone löytäisi piilossa olevan pallon vain yhdellä arvauksella.

”Kvanttitietokoneet pystyvät päihittämään perinteiset tietokoneet. On mahdotonta edes kuvitella, kuinka tehokkaasti ne pystyvät ratkaisemaan tietynlaisia ongelmia, kuten tiedonhakua tietokannoista tai lukujen jakamista tekijöihinsä - millä on tärkeitä seurauksia tietoturvan kannalta,” Jalli sanoo.

Aalto-yliopisto tarjoaa tekniikan alalla viittä englanninkielistä tekniikan kandidaatin tutkintoon johtavaa koulutusmahdollisuutta: Chemical Engineering, Computational Engineering, Data Science, Digital Systems and Design ja Quantum Technology.

Lisätietoa:

Aalto Bachelor’s Programme in Science and Technology - Quantum Technology
Tietoa ohjelmaan hakemisesta