Quanscient valmistautuu kvanttitulevaisuuteen LUMI-supertietokoneen avulla
Kvanttilaskenta voi mullistaa yritysten tietojenkäsittelyä perusteellisemmin kuin mitä tekoäly on tällä hetkellä tekemässä. Quanscientilla valmistaudutaan jo tulevaisuuden liiketoiminnan tarpeisiin ja kehitetään kvanttiohjelmistoja LUMI-supertietokoneen avustuksella.
”Nyt on se hetki, kun kvanttialgoritmejä pitää kehittää, jos aikoo olla kilpailussa mukana. Sitten kun kvanttitietokoneet ovat riittävän hyviä, niin että niitä voi oikeasti hyödyntää, meillä on valmista tarjottavaa esim. auto- ja lentokoneteollisuudelle”, sanoo Quanscientin perustajajäsen, Chief Scientist Valtteri Lahtinen.
”Tulevaisuudessa mallit soveltuvat vaikkapa lentokoneaerodynamiikan mallintamiseen tai autojen sähkömoottorien tuotekehitykseen.”
Vuonna 2021 perustetun, suomalaisen Quanscientin teknologia yhdistää kehittynyttä pilvilaskentaa ja kvantti-integraatiota. Tämän uskotaan tuovan merkittävää hyötyä mm. virtauslaskentaan perustuville teollisille sovelluksille. Tällä hetkellä Quanscientin asiakkaina on mm. fuusioenergia-alan yrityksiä. Näille asiakkaille kvanttitietokone mahdollistaa tulevaisuudessa reaaliaikaisen digitaalisen kaksosen rakentamisen fuusioydinvoimalasta.
Laskentatukea kehitystyöhön Business Finlandin kampanjasta
Quanscient käyttää kehitystyössään oikeita kvanttitietokoneita, mutta myös supertietokonetta. Supertietokonetta tarvitaan, sillä kvanttikoneet ovat vielä ”kohinaisia” eli erittäin herkkiä virheille. Toisin sanoen, niillä voidaan tällä hetkellä ajaa melko pieniä simulaatioita. Supertietokoneella taas voi emuloida kvanttitietokoneen toimintaa, jolloin voidaan tutkia, miten algoritmit toimivat monimutkaisten ongelmien kohdalla.
Koska supertietokoneen käyttö kvanttialgoritmien kehitystyöhön on välttämätöntä, oli melkoinen onnenpotku, että Kajaanissa sijaitsevan, Euroopan tehokkaimman LUMI-supertietokoneen käyttö avautui suomalaisille yrityksille tammikuussa 2023. Tällaista mahdollisuutta ei ole yrityksille aiemmin ollut tarjolla.
Business Finland lanseerasi samanaikaisesti Quantum Computing -kampanjan. Sen kautta suomalaiset yritykset, jotka ratkaisevat merkittäviä ongelmia kvanttilaskennan avulla tai kehittävät ohjelmistoja, sovelluksia, algoritmeja ja kvanttilaskentaan liittyviä palveluja, voivat hakea 20 000 – 100 000 euron arvosta laskentatukea.
”Laskentatuki täydentää tuotekehitysrahoitustamme ja parantaa merkittävästi yritysten edellytyksiä kansainvälisesti kilpailukykyisten, erityisesti esimerkiksi kvanttilaskentaan ja koneoppimiseen pohjautuvien tuotteiden ja palvelujen kehittämiseen”, kertoo Outi Keski-Äijö, Head of Quantum Computing Campaign, Business Finlandista.
Quanscient tarttui tilaisuuteen ja sai Business Finlandilta laskentatukea LUMI-supertietokoneen käyttöön vuodeksi 2023.
”Vaikka laskentatuki päättyi vuoden vaihteessa, ei ole järkeä lopettaa hyvin alkanutta työtä, vaan ehdottomasti haluamme jatkaa LUMIn käyttöä jatkossakin”, sanoo Lahtinen.
LUMI auttaa löytämään ongelmat ja pullonkaulat
LUMI-supertietokonetta käytetään erityisesti tutkimaan, miten kehitettävät ohjelmistot skaalautuvat tulevaisuuden tehokkaammille kvanttikoneille. Kvanttitietokoneen emulointi vaatii paljon laskentakapasiteettia. LUMI-supertietokoneen kapasiteetti mahdollistaa Quanscientin kaikkein haastavampienkin simulaatioiden tekemisen.
Quanscientin Quantum Algorithm Researcher Ossi Niemimäki kertoo LUMIn käytön lähteneen liikkeelle sujuvasti.
”Käyttöönoton ohjeet ja toimintaympäristö ovat toimineet, mutta on mukava tietää, että CSC:ltä löytyy tukea LUMIn käyttöön, jos tulee ongelmia”, Niemimäki jatkaa.
Niemimäki pitää LUMIn avulla tehtyjä tuloksia tulevaisuuden kannalta arvokkaina ja valaisevina, koska niiden avulla nähdään, miten isot simulaatiot käyttäytyvät.
”Omalla kannettavalla tietokoneella voi testata kvanttialgoritmia, mutta LUMIa tarvitaan, jos algoritmi halutaan skaalata realistiseksi. Näin löydetään simulaatioiden ongelmat ja pullonkaulat”, sanoo Niemimäki.
”Parin vuoden sisällä voidaan olla jo siinä pisteessä, että jossain tietyssä, erittäin tarkasti määritellyssä tapauksissa voidaan ongelmat ratkoa kvanttitietokoneella paremmin kuin klassisella supertietokoneella”, Niemimäki ennustaa. ”Jo vuonna 2027 voi kvanttiohjelmia löytyä Quanscientin pilvipalvelusta yritysten käytettäväksi.”
Kvanttitietokone ei kuitenkaan yksin ratko ongelmia, vaan se tarvitsee aina supertietokonetta tuekseen. Kvanttilaskennalla voidaan kiihdyttää joitain osia laskennallisen mallin työvuosta, mutta suuri osa vaatii tulevaisuudessakin supertietokoneen laskentavoimaa.
”Jokaiselle mallinnusongelmalle pitää löytää oikea tasapaino kvanttilaskennan ja perinteisen suurteholaskennan kesken, jotta saadaan nämä kaksi täysin erilaista teknologiaa toimimaan saumattomasti yhteen”, huomauttaa CSC:n kvanttiteknologioiden päällikkö Mikael Johansson.
”Siksi CSC:lle on tärkeää ymmärtää teollisuuden kvanttihankkeiden T&K-käyttötarpeet ja tältä osin Quanscientin projekti on antanut meille arvokasta tietoa”, sanoo kumppanuuspäällikkö Dan Still CSC:ltä.
CSC tarjoaa useita eri kvanttilaskentaympäristöjä käyttäjilleen ja FiQCI- kvanttilaskentainfrastruktuurin kautta myös yritykset pääsevät käsiksi LUMI-supertietokoneen ja VTT:n kvanttitietokoneen yhteiskäyttöön.
Dan Still
Dan Still vastaa teollisten kumppanuuksien ja verkostojen rakentamisesta, teollisen HPC käytön tehostamiseksi.