Euroopan valmistelu kvanttilaskennan tulevaisuuteen
”Hankkeessa kehitteillä oleva tietotekniikka vie Euroopan kvanttilaskennan eturiviin.”
Teollisuudessa ja tieteen eri aloilla on suoritettava monia tärkeitä laskentatehtäviä, jotka ovat hankalia perinteisille supertietokoneillekin. Esimerkkejä tällaisista monimutkaisista ongelmista ovat liikennevirtojen optimointi sekä kemian ja fysiikan aloilla uusien lääkkeiden ja materiaalien kehityksessä vastaan tulevat numeeriset ongelmat. Näissä tilanteissa kvanttilaskenta voi auttaa. ”Kvanttilaskennan järjestelmä- ja sovelluskeskeisen kehityksen avulla voidaan tutkia uusia lähestymistapoja näiden hankalien ongelmien ratkaisussa”, sanoo Kristel Michielsen, joka toimii professorina saksalaisessa Jülichin tutkimuskeskuksessa. ”Monilla näistä ongelmista on merkittäviä vaikutuksia tutkimukseen ja talouteen, joten kvanttilaskennalla alkaa olla jo kiire.” Michielsen johtaa EU:n rahoittamaa HPCQS-hanketta, jonka puitteissa Euroopan tutkimusta, teollisuutta ja yhteiskuntaa valmistellaan kvanttilaskentaa hyödyntävää tulevaisuutta varten. ”Hankkeessa kehitetään, otetaan käyttöön ja koordinoidaan yhteistä eurooppalaista kvanttilaskennan infrastruktuuria”, Michielsen sanoo. Tämän infrastruktuurin rakentamisessa HPCQS, joka on osa EuroHPC-yhteisyritystä, käyttää niin sanottuja kvanttisimulaattoreita (QS). ”Kvanttisimulaattoria voidaan pitää kvanttitietokoneen analogisena versiona, koska se ei vaadi jokaisen yksittäisen komponentin täyttä hallintaa ja on siten helpompi rakentaa”, Michielsen kertoo. Hankkeessa hankitaan ja koordinoidaan kahta pilottikvanttisimulaattoria, joista kumpikin pystyy hallinnoimaan yli sataa kubittia. Yksi niistä sijaitsee Ranskassa GENCI/CEA:n tiloissa ja toinen Saksassa Jülich Supercomputing Centre -keskuksessa. Nämä kaksi kohdetta integroivat kvanttitietokoneet omiin datakeskuksiinsa ja käyttävät niitä koko niiden elinkaaren ajan. Tarkoituksena on erityisesti selvittää, voidaanko tärkeitä suurteholaskennan palveluja jakaa. Tutkijat myös perehtyvät kvanttisimulaattorien tehokkaaseen hyödyntämiseen tieteen ja tutkimuksen tarpeisiin. ”Hankkeessa kehitteillä oleva tietotekniikka vie Euroopan kvanttilaskennan eturiviin”, Michielsen toteaa. Valmistuttuaan HPCQS-infrastruktuuri on saatavilla pilven kautta Euroopan julkisen sektorin ja yksityisten käyttäjien ei-kaupalliseen käyttöön.
Keywords
HPCQS, HPC, suurteholaskenta, supertietokone, teknologiat, digitaalinen suvereniteetti, kvanttilaskenta, innovaatio, vihreä IT, energiatehokas, taidot, pk-yritykset