sTARTUp Day 2025 raames korraldas Metrosert koostöös Startup Estoniaga kvanttehnoloogia seminari, mis oli avalöök kvanttehnoloogia aasta üritustele.
Seminari raames käisid Metroserdil külas maailma juhtivate kvanttehnoloogia ettevõtete esindajad – IBM kvanttehnoloogia saadik Teppo Seesto ja IQM kvantinsener Johannes Heinsoo.
IBM on üks maailma juhtivaid kvanttehnoloogia arendajaid, kes panustab nii kvantseadmete ehitamisse kui ka tarkvara arendamisse. IBMi online Qiskit Runtime kvantarvutuse platvormil on üle 600 000 kasutaja. IQM on Soome päritolu Euroopa juhtiv kvantarvutite tootja. IQMi käive ületas 10 miljoni euro piiri 2022. aastal. Täna on nad jätkuvalt neljakordse kasvu trajektooril. Vestlused kvanttehnoloogia valdkonna tipptegijatega viis läbi Metroserdi projektijuht Kalev Kaarna.
Deep Tech Lounge laval toimunud vestluse salvestust teemal, kas kvantarvutuses on tulemas buum või tuumatalv, saab järele kuulata siit:
Lühidalt sTARTUp Day 2025 kvanttehnoloogia seminaril läbi käinud teemadest:
- Mida jättis NVIDIA juht Jensen Huang mainimata, kui ta ütles, et kvantarvutid muutuvad väga kasulikuks alles 20 aasta pärast?
- Kuidas kvantarvuteid juba täna kasutatakse?
- Milliste kvanttehnoloogia toodetega on uutel iduettevõtetel võimalik ükssarvikuteks saada?
Kus on kvantarvutuste eelised võrreldes pilvearvutustega?
Mitte kõigi ülesannete lahendamiseks ei ole kvantarvutid parimad. Mitmeid ülesandeid saab pilvarvutustega (cloud computing) paremini lahendada. Lisaks tuleb mainida, et kõik tänased kvantarvutite rakendused on hübriidlahendused ehk osa ülesandest lahendatakse kvantarvutiga ja osa pilvarvutiga.
Kvanttehnoloogia annab kõige suuremaid eeliseid järgmises kolmes valdkonnas:
Simulatsioonid – eelkõige väikeste osakeste simuleerimine. Kasutatakse keemia, materjaliteaduse ja farmaatsia valdkonnas, näiteks uute materjalide ja ravimite avastamiseks, aga ka finantsmaailma simulatsioonideks. Näiteks BMW ja Volkswagen on kasutanud kvantarvutusi elektrolüütide reaktsiooniteede simuleerimiseks, et parandada akude jõudlust.
Tehisintellekt ja masinõpe – optimeerimisprobleemide lahendamine, sh investeerimisportfellide haldus ja masinõppe mudelite parendamine. Allianz kasutab kvantarvuteid mustri- ja anomaaliatuvastuseks, et avastada pettusi.
Optimeerimine – kasutatakse näiteks logistikas ja tootmisprotsesside optimeerimisel. Infenion kasutas kvantarvutust jäätmekäitluse optimeerimiseks, planeerides prügiautode marsruute vastavalt sensorite andmetele.
Suured arendused on käimas ka postkvantkrüptograafias, et olla valmis hetkeks, kui kvantarvutid suudavad hetkel kasutusel olevad krüpteerimislahendused lahti muukida.
Mida NVIDIA juht unustas mainida?
NVIDIA tegevjuht Jensen Huang ütles, et kvanttehnoloogia väga kasulikud rakendused jõuavad turule alles 20 aasta pärast. Ta jättis mainimata kaks olulist aspekti:
- NVIDIA investeerib ise aktiivselt kvanttehnoloogia arendamisse. NVIDIA panustab kvantsimulatsioonidesse ja kvantklassikalistesse hübriidarvutustesse. NVIDIA on käivitanud Quantum Cloud’i, mis võimaldab teadlastel ja arendajatel pilve kaudu luua ja testida uusi kvantalgoritme ning rakendusi, sealhulgas võimsaid simulaatoreid ja tööriistu hübriidprogrammeerimise jaoks, mis kombineerib klassikalisi tööriistu kvantlahendustega.
- Kvanttehnoloogial on juba praktilisi rakendusi teadus- ja arendustegevuses ning järgmise paari aasta jooksul laieneb selle kasutusvaldkond, eriti farmaatsia ja keemia, aga ka logistika ja tehisintellekti valdkondades.
Retsept: kuidas saada kvanttehnoloogia ükssarvikuks?
Nagu igasuguse kullapalaviku puhul, siis esmajärjekorras saavad rikkaks nn labidamüüjad. Sama kehtib ka kvantarvutite kohta. Soome ettevõttest Bluefors on saanud 190 miljoni eurose käibega maailma juhtiv ultramadalatel temperatuuridel töötavate külmutussüsteemide tootja. Need süsteemid on kvantarvutite kriitiline komponent.
Kuigi riistvaras on ka veel võimalusi, siis üha enam liigub arendus riistvaralt tarkvarale. Oluline arendada tarkvarasüsteeme, mis suudavad hallata mitut kvantprotsessorit ning integreerida kvant- ja klassikalisi arvutusressursse tõhusalt. Nii saaks koordineerida kvantarvutite klastreid ja paralleelarvutusi, optimeerides ülesannete jaotust ning ressursside kasutamist.
Täiendavaks suunaks, mis on jõukohane Eesti iduettevõtetele, on kvantalgoritmide, rakenduste ja simulatsioonide loomine. See tarkvara võimaldab suurendada kvantarvutite praktilist kasutamist erinevates valdkondades.
Laiem kvantarvutite kasutusvaldkondade kasv järgneb tõenäoliselt siis, kui lähiaastatel saavutatakse kaks olulist läbimurret: suurendatakse kvantbittide ühenduste arvu ja veaparanduse tõhusust.
Lihtsustatult saab öelda, et kvantarvutite arvutusvõimsust mõõdetakse kvantbittides. Näiteks ülikoolidele kvantarvutuse õpetamiseks mõeldud IQM arvutitel on neli kvantbitti. IBMi veebi kaudu kättesaadaval kvantarvutil on 150 kvantbitti. Hetkel on enamik kvantbitte omavahel ühendatud kahe ühendusega. Eesmärk on tõsta kvantbiti ühenduste arvu teistega nelja või kuueni. See parandaks arvutite kiirust ja vähendaks vigade hulka.
Vead tekivad kvantarvutite arvutustes eelkõige seetõttu, et kvantbitid on väga tundlikud elektromagneetilise müra ja temperatuurikõikumiste suhtes. Samuti ei ole kvantoperatsioonid ideaalsed ning väikesed vead kumuleeruvad, muutes lõpptulemuse ebatäpseks ja mitte korratavaks.
Olgu öeldud, et ka sülearvuti protsessor teeb ka arvutusel vigu, aga insenerid on õppinud nende vigadega toime tulema ning tavalises sülearvutis on 2+2 alati 4. Lähiajal on oodata läbimurdeid kvantarvutite vigade paranduses, et piltlikult öeldes oleks ka nendes arvutites 2+2 alati 4.
Metrosert jätkab kvanttehnoloogia arengu jälgimist ja koostööd sektori juhtivate ettevõtete ja teadusasutustega, et toetada teadus- ja tööstusrakenduste arengut Eestis.