Kvanttilaskennasta tulevaisuuden ala ─ Turun AMK toi kvanttilaskennan osaksi opintoja

Turun ammattikorkeakoulu on tänä keväänä tuonut kvanttilaskennan osaksi tietojenkäsittelyn sekä tieto- ja viestintätekniikan opintoja. Kvanttilaskennasta povataan tulevaisuuden suurta teknologiamurrosta.

Kvanttilaskenta mullistaa monia teollisuudenaloja. Turun AMK on etunenässä vastaanottamassa kvanttilaskennan aikaansaamaa teknologiamurrosta.

Turun AMK:n tietojenkäsittelyn ja tieto- ja viestintätekniikan opiskelijoille tarjotaan kuluvasta kevätlukukaudesta lähtien kvanttilaskennan ja hybridikvanttiohjelmoinnin opintoja. Opintoja suositellaan erityisesti Ohjelmistojen kehittäminen ja tietojärjestelmät -osaamispolun valinneille opiskelijoille, mutta ne ovat vapaasti valittavia muidenkin osaamispolkujen opiskelijoille.

Kvanttilaskenta poikkeaa olennaisesti perinteisestä klassisesta laskennasta. Kvanttilaskenta auttaa laskentatehtävissä, joissa tavallisella tietokoneella joudutaan läpikäymään suuri määrä eri vaihtoehtoja.

− Kvanttitietokoneella oikea ratkaisu tietynlaisiin ongelmiin löytyy tehokkaammin ja hyvin eri tavalla kuin klassisessa laskennassa, kertoo lehtori Sami Pyöttiälä Turun AMK:sta.

Kvanttilaskentaa voidaan hyödyntää esimerkiksi optimoinnissa, kryptoanalyysissä, lääketutkimuksessa ja koneoppimisessa. Alan nopea kehitys ja potentiaaliset sovellukset ovat luoneet tarpeen kvanttilaskennan osaamisen kehittämiselle myös ammattikorkeakoulussa.

Suomi kehityksen etujoukoissa

Turun AMK:n lehtori Tuomo Helo kuvailee, että Suomi on maailman johtavia maita kvanttitietokoneiden tekemisessä. Tästä huolimatta käytössä on vielä varsin vähän kaupallisia sovelluksia.

− Teollisuus ja yritykset käyttävät kvanttilaskentaa lähinnä kokeilumielessä kerätäkseen osaamista ja valmistautuakseen kehittyneempien laitteiden saapumiseen. Kvanttietua ei ole vielä saavutettu nykyisten häiriöalttiiden ja virheenkorjauskyvyltään rajallisten laitteiden aikakautena. Vaikka suorituskyvyssä kvanttilaskenta ei vielä pysty peittoamaan klassista laskentaa, tähän suuntaan ollaan selvästi menossa. Kaupallisia sovelluksia tullee jo lähivuosina, vaikka aikataulun kanssa onkin syytä olla varovainen, Helo arvelee.

Turun AMK tekee kvanttilaskennan opinnoissa yhteistyötä Jyväskylän yliopiston kanssa. Ensimmäisessä kuuden opintopisteen kokonaisuudessa on mukana Turun AMK:n oma Johdatus kvanttilaskentaan -opintojakso sekä perusteisiin pureutuvia Jyväskylän yliopiston verkkokursseja. Tässä kokonaisuudessa Turun AMK:n opiskelijat tekevät myös harjoitustyön, joka liittyy kvanttilaskennan tämänhetkiseen tilaan Suomessa ja maailmalla.

Syksyllä alkaa Turun AMK:n oma viiden opintopisteen opintojakso hybridikvanttiohjelmoinnista, jonka tavoitteena on kvanttilaskennan ja klassisen laskennan yhdistäminen käytännön ohjelmointiin. Hybridimalli tarjoaa realistisen lähestymistavan kvanttilaskennan soveltamiseen, sillä nykyisiä kvanttitietokoneita hyödynnetään usein klassisen laskentaympäristön kautta.

− Tulevaisuuteen suunnataan hybridilaskennan kautta. Se tarkoittaa sitä, että perinteisen ohjelmoinnin rinnalla osa tehtävistä ratkaistaan kvanttitietokoneella, Tuomo Helo kuvailee.

Koulutusvastaava Anne Jumppanen kertoo, että opintojen tavoitteena on herättää opiskelijoiden mielenkiinto kvanttilaskentaan.

− Haluamme kiinnittää heidän huomionsa tällaisen osa-alueen olemassaoloon, varsinkin, koska se saattaa olla iso tulevaisuuden mullistus. Näin opiskelijoillamme on valmiuksia käsittää, mistä kvanttilaskennassa on kyse ja mahdollisuuksia opiskella aihetta lisää, Jumppanen sanoo.