Tiede & tekniikka

Tekniikkaa ei tarvitse ymmärtää hyötyäkseen siitä – kvanttitietokone toimii jo, vaikka elektroneiden tunneloituminen voi jäädä monelle epäselväksi

Kvanttitietokoneen ja fuusiovoimalan tiedepohja on vahva.

Tavallisen tietokoneen prosessorin toiminta voi jossain määrin olla tavalliselle ihmiselle ymmärrettävä. Biteiksi kutsuttuja nollia ja ykkösiä on peräkkäin, ja sitten niitä luetaan tosi nopeasti.

Kehitteillä on kuitenkin uudenmallinen tietokone, jossa ei puhuta biteistä, vaan kubiteista. Ne voivat olla yhtä aikaa nollia tai ykkösiä.

Kvanttikoneen laskentakyky on ylivertainen tavalliseen tietokoneeseen verrattuna.

Niitä kehitetään myös Suomessa, ja Aalto-yliopistossa on tehty läpimurtoja koneen jäähdytyksessä.

"Kun elektroni tunneloituu, se samalla kaappaa fotonin kvanttilaitteelta, mikä johtaa laitteen jäähtymiseen", tutkimusta kuvaillaan.

Menikö yli hilseen? Ei sillä väliä, toteaa jäähdyttimen tutkimusryhmää johtava Aalto-yliopiston ja VTT:n professori Mikko Möttönen.

"Ei jokaisen tarvitse tietää, miten kvanttitietokone toimii. On tehty varmaan kymmeniätuhansia tieteellisiä mittauksia, missä on näytetty, että ne laitteet toimii juuri kuten on ajateltukin. Se vain on normaalin ihmisen arkeen harvinaista."

Kun kvanttitietokoneet aikanaan yleistyvät, niille käy kuten tavalliselle tietokoneelle. Ihmiset tottuvat niihin, eikä niiden toimintaperiaatteeseen kiinnitetä huomiota. Harva tavallistakaan ymmärtää, vaikka niin luulee.

Kvanttitietokoneen perusteiden selittämiseen Möttönen ei tarvitse tuntien luentoa. Se vaatii yhden virkkeen:

"Se on laite, joka ratkaisee ongelmia samalla tavalla kuin klassinen tietokone, mutta käyttää kvanttimekaniikkaa hyödyksi. Siitä ymmärtää, että ei se niin kummallinen käyttäjälle ole."

Sitten asian käsittelyä voi jatkaa kuulijan mielenkiinnon ja tarpeen mukaan.

Toinen tavallisen järjen tavoittamattomissa oleva tekniikka on fuusiovoimala Iter. Se jäljittelee aurinkoa ja tuottaa rajattomasti hiilipäästötöntä energiaa. Jos sellainen onnistutaan rakentamaan.

Fuusiovoimalan tiedepohja on tiedetty vuosikymmeniä, ja koko ajan tutkitaan lisää. Rakennustyöt Etelä-Ranskassa ovat käynnissä, mutta vielä ei tiedetä, saadaanko koneesta rutiinikäytössä toimivaa.

Iter on vasta testikone. Mylly maksaa noin 22 miljardia euroa.

EU:n seuraavassa seitsemän vuoden budjettikehyksessä Iterin rahoittamiseen on varattu viisi miljardia euroa.

Fuusiovoimala on niin pitkällä, että sen onnistuminen selviää seuraavan 15 vuoden sisällä, Aalto-yliopiston soveltavan fysiikan yliopistonlehtori Taina Kurki-Suonio arvioi Helsingin Sanomissa.

Ellei siinä ajassa onnistuta, Kurki-Suonion mukaan ei siinä onnistuta myöhemminkään.

Tutkijoilla, ja oikeastaan koko ihmiskunnalla, on näissä tekniikoissa paljon pelissä. Fuusiolla voidaan ratkaista ilmastonmuutos, ja koko yhteiskunta pyörii tietokoneiden avulla.

Kvanttitietokone on jo käytössä, mutta se ei näy vielä ihmisten arjessa. Myöhemminkin ne toimivat pääasiassa taustalla.

"Kun hyödyllinen kvanttitietokone saadaan tehtyä, niitä käyttävät palvelut alkavat soluttautua yhteiskuntaan."

Konetta käytetään esimerkiksi materiaalin tai lääkeaineen tekemiseen. Myös kännykän sovellus voi käyttää taustalla pilvessä olevaa kvanttitietokonetta.

Tekniikan selittäminen on tarpeellista esimerkiksi pelkojen vähentämiseksi. Sveitsin Cernissä sijaitsevan maailman suurimman hiukkaskiihdyttimen tiedemiehet joutuivat vastaamaan epäilyihin, että koje voisi vahingossa tuottaa mustan aukon.

Tiedemiehet vastasivat, että avaruuden mittakaavaisia mustia aukkoja ei voi syntyä, mutta aivan minimaalisen pieniä kyllä. Ne olisivat tieteellisessä mielessä erittäin kiinnostavia ja täysin turvallisia.

Kun Möttönen teki läpimurron jäähdyttimen kanssa, kvanttifyysikot tekivät siitä kahden minuutin havainnollistavan videon käyttäen apuna pulkkaa ja avantoa.

Lue lisää

Viinatalo pysyy suomalaisena

Viisi metsänhoitoyhdistystä sulautuu yhdeksi Länsi-Lapissa

Peugeot ja Fiat Chrysler aikovat yhdistyä – syntymässä maailman neljänneksi suurin autojätti

Operon Group Oy vastaa jatkossa kuntien ja teollisuuden jätevesien puhdistuksesta