Kvanttialan merkkitapahtuma Jyväskylässä: ”Yritämme vaikuttaa Suomen kvanttistrategiaan ja lukioiden tulevaisuuden fysiikan opetukseen”
Kvanttitietokoneiden odotetaan tulevaisuudessa ratkaisevan ongelmia, joihin nykyiset tietokoneet eivät kykene.
Kvanttiteknologiassa moni asia on kuitenkin vielä kysymysmerkki: kuinka lähellä käytännön sovellukset ovat, millaisia kvanttimateriaaleja niissä käytetään ja miten kvanttitalous lopulta rakentuu?
Syyskuussa Jyväskylässä järjestetään alan suurtapahtuma, Suomen kvanttipäivät, joka kokoaa yhteen alan tutkijat, yritykset ja päättäjät. Päivien aikana keskustellaan siitä, mihin suuntaan tutkimus, teknologia ja kansallinen kvanttistrategia ovat kehittymässä. Suomessa moni yritys ja tutkimusryhmä kehittää jo seuraavan sukupolven teknologioita.
Kvanttipäivillä esillä ovat tämän hetken uusimmat saavutukset, jotka liittyvät kvanttilaskentaan, -sensoreihin, -materiaaleihin, -algoritmeihin tai kvanttiviestintään.
Suurelle yleisölle on tarjolla kaikille avoin yleisöluento, jolla Jyväskylän yliopiston kvanttilaskennan professori Teiko Heinosaari kertoo kvanttifysiikan keskeisistä opetuksista.
Jyväskylän yliopisto on mukana Suomen kvanttilippulaiva -tutkimushankkeessa ja yliopistossa toimii Kvanttimateriaalien huippuyksikkö. Jyväskylässä tutkitaan kvanttimateriaaleja, antureita, kvanttilaskentaa, simulointia sekä kvanttitalouden kysymyksiä.
Kvanttipäivien alla pyysimme kahta Jyväskylän yliopiston tutkijaa avaamaan kvanttimaailmaa eri näkökulmista. Professori Tero Heikkilä tutkii kvanttimateriaaleja ja niiden mahdollisuuksia tulevaisuuden teknologioissa. Apulaisprofessori Joel Mero tarkastelee Suomen kvanttiteknologiastrategiaa, alan ympärille rakentuvaa ekosysteemiä ja sitä, miten resursseiltaan rajallinen Suomi voisi asemoitua yhä merkittävämmäksi toimijaksi kansainvälisessä kvanttikilpailussa.
Tero Heikkilä, professori, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta ja Nanotiedekeskus
Mitä ovat kvanttimateriaalit – rakennuspalikoita vai näkymätöntä ainetta?
Olipa kiinnostavia vaihtoehtoja. Me ollaan kvanttimateriaaleja kaikki, kun oikein silmin katsotaan. Atomitasolla kaikkien materiaalien ymmärrys vaatii kvanttimekaniikkaa. Joissain tapauksissa kvanttiominaisuudet säilyvät paljon atomiskaalaa isommissakin rakenteissa. Silloin puhumme kvanttimateriaaleista.
Suprajohteet ovat hyvä esimerkki, niissä näkyy tuo makroskooppinen kvanttimekaanisuus, ja sen vuoksi niistä yritetään tehdä makroskooppisia kvanttilaitteita kuten kvanttitietokoneita.
Ja me yritämme kvanttimateriaalien huippuyksikössä tehdä kvanttiominaisuudet sananmukaisesti näkyviksi, kun tutkimme materiaalien optisia ominaisuuksia eli niiden vuorovaikutusta valon kanssa.
Käytetäänkö tulevaisuuden kvanttiteknologioissa monia erilaisia kvanttimateriaaleja vai nouseeko joku ylitse muiden?
Varmaan käytetään useita kvanttimateriaaleja. Suomessa tutkitaan aika paljon suprajohteita ja supranesteitä. (Toim. huom. Suprajohteiksi kutsutaan aineita, jotka pystyvät tietyssä lämpötilassa johtamaan sähköä täysin häviöttömästi. Niitä voidaan käyttää apuna esimerkiksi sähkön siirrossa ja varastoinnissa, sekä tietysti kvanttitietokoneissa.)
Suomalainen kvanttitietokonefirma IQM tekee suprajohtavia kvanttitietokoneita ja viilentää ne toisen suomalaisen yrityksen Blueforsin supranesteisiin perustuvilla jääkaapeilla muutaman millikelvinin päähän absoluuttisesta nollalämpötilasta
Kvanttitietokoneiden operointiin tarvitaan kuitenkin kaikenlaisia muitakin elektroniikan komponentteja, joiden luomiseen voidaan käyttää kvanttimateriaaleja kuten suprajohtavia liitoksia ja niiden yhdistelmiä magneettien kanssa.
Myös ferrosähköisyyttä ja suprajohtavuutta yhdistelevät komponentit ovat tässä merkittäviä.
Huippuyksikössä pyrimme löytämään myös ihan uudenlaisia kvanttimateriaaleja, joissa kvanttiominaisuudet näkyvät aivan uudella tavalla. Sellaisia ovat esimerkiksi kvanttispinnesteet tai murtoluku-Chern-eristeet. Emme edes vielä tiedä, missä teknologiassa niitä voitaisiin käyttää, mutta eiköhän niistäkin vielä joskus kerätä arvonlisäveroa.
Ovatko kvanttimateriaalit vaikeinta fysiikkaa, mikä niiden tutkimisessa on kiehtovinta?
Vaikeus on varmaan aika suhteellista. Ennen kuin jotain ymmärtää tai osaa niin se on vaikeaa, ja sitten kun sen on ymmärtänyt tai oppinut hyvin, asia muuttuu yksinkertaiseksi. Tämä taitaa päteä kvanttimateriaalien lisäksi myös kaulahuivin virkkaamiseen, Matti Nykäsen mäestä loukkaantumatta hyppäämiseen ja Gettomasan musiikin sanoman sisäistämiseen, jotka ainakin minulle ovat ylipääsemättömiä haasteita. Tai no, kaikkia noita ei ole tullut kokeiltua.
Ehkä teoreettisessa fysiikassa kiehtovinta on se, että voi maailman ensimmäisenä löytää uusia luonnon ominaisuuksia, jotka sitten mittausten kautta tulevat osaksi yhteistä luonnon ymmärrystä ja mahdollisesti uutta teknologiaa.
Mitä odotat henkilökohtaisesti eniten Suomen kvanttipäiviltä Jyväskylän yliopistossa 9.-10.9. 2026?
Odotan todella mielenkiintoisia puheita ja kollegoiden tapaamista ympäri maailmaa. Tapaan muun muassa Australiasta saapuvan vanhan opiskelutoverini.
Lisäksi yritämme vaikuttaa Suomen tulevaan kvanttistrategiaan ja lukioiden tulevaisuuden fysiikan opetukseen, ja tulee olemaan kiinnostavaa nähdä, miten hyvin se onnistuu.
Joel Mero, apulaisprofessori, Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulu
Kumpi tulee ensin: kvanttiteknologia vai talous? Onko jo olemassa ”kvanttitaloutta”?
Vastaan C: talous ja kvanttiteknologia ovat sidoksissa toisiinsa. Kvanttiteknologia tarvitsee taloutta: rahoitusta, yrityksiä, osaajia, asiakkaita ja poliittisia valintoja.
Toisaalta vasta toimiva teknologia synnyttää uutta liiketoimintaa.
”Kvanttitalous” on siksi jo olemassa alkumuodossaan: yrityksinä, investointeina, ekosysteemeinä ja odotuksina.
Roomaa ei kuitenkaan rakennettu päivässä, ja kvanttitaloudessa valamme vasta perustuksia.
Mitä ovat kvanttiekosysteemit?
Kvanttiekosysteemi on joukko toimijoita, jotka yrittävät yhdessä muuttaa kvanttitieteen toimivaksi teknologiaksi ja lopulta liiketoiminnaksi. Siihen kuuluu tutkijoita, yrityksiä, rahoittajia, julkisia toimijoita, opiskelijoita, käyttäjiä ja myös niitä organisaatioita, jotka eivät vielä tiedä tarvitsevansa kvanttiteknologiaa.
Ekosysteemi on hyvä sana siksi, ettei kukaan pysty tekemään tätä yksin. Arvo syntyy yhteistyöstä, ei yhdestä nerokkaasta laboratoriosta.
Onko kvanttiteknologian kehitys Suomen taloudelle kohtalonkysymys?
Olisi liian dramaattista väittää, että koko Suomen talouden kohtalo riippuu kvanttiteknologiasta.
Mutta kyse on yhdestä niistä harvoista teknologioista, joissa Suomella on uskottava mahdollisuus olla kokoaan suurempi.
Jos emme panosta, menetämme osaajia, yrityksiä ja tulevia kasvumahdollisuuksia. Kohtalonkysymys se voi olla niille aloille, yrityksille ja alueille, jotka rakentuvat seuraavan teknologia-aallon ympärille.
Mitä odotat henkilökohtaisesti eniten Suomen kvanttipäiviltä Jyväskylän yliopistossa 9.-10.9. 2026?
Ensinnäkin aivan mahtavaa, että saadaan näin hieno tapahtuma Jyväskylään. Henkilökohtaisesti odotan eniten sitä, että pääsen puhumaan samassa tapahtumassa fysiikan Nobel-palkinnon saajan kanssa. Tämän lähemmäksi Nobel-palkintoa tuskin tulen omalla urallani pääsemään. Toivon toki samalla, etteivät peruskoulun ja lukion fysiikanopettajani järkyty tästä liikaa.
Suomen kvanttipäivät järjestetään 9.-10.9.2026 Jyväskylän yliopistossa. Teiko Heinosaaren suomenkielinen yleisöluento on keskiviikkona 9.9. kello 18-19 Jyväskylän yliopiston päärakennuksessa (C1-sali) Seminaarinmäellä. Lisätietoja kansainvälisen tapahtuman ohjelmasta englanniksi verkkosivuilla.
