Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiö ja Jane ja Aatos Erkon säätiö myönsivät yhteensä neljä miljoonaa euroa kuudelle suomalaiselle tutkimushankkeelle, joissa yhdessä kehitetään uusia keinoja kvanttitietokoneita varten.
Säätiöt myönsivät miljoona euroa Aalto-yliopistoon professori Sebastiaan van Dijkenin ja Helsingin yliopiston professori Päivi Törmän hankkeelle, jossa kehitetään teknologiaa, joka tuottaa paljon nykyistä vähemmän hukkalämpöä laskennassa esimerkiksi suurissa datakeskuksissa.
”Rakennamme prototyypin uudesta laitteesta, joka tuottaa paljon aiempaa vähemmän hukkalämpöä laskennassa ja myös mahdollisesti pystyy nykyistä paljon nopeampaan laskentaan”, sanoo professori Sebastiaan van Dijken Aalto-yliopistosta.
Nykyisten tietokoneiden toiminta perustuu sähkövarauksiin, joita kuljetetaan kapeita kanavia pitkin. Tämä tuottaa väistämättä paljon lämpöä. Tutkijoiden suunnittelema menetelmä käyttäisi tiedon kuljettamiseen spinaaltoja, jotka ovat magneettisissa materiaaleissa ilmenevä aaltomainen ilmiö.
”Koska tähän ei kuuluisi lainkaan sähkön kuljettamista, pääsisimme eroon siihen liittyvästä hukkalämmöstä ja energiatehokkuus lisääntyisi merkittävästi”, van Dijken sanoo.
Spinaalloilla on tällä hetkellä hyvin vähän kaupallisia sovelluksia, eikä niitä vielä käytetä tietokoneissa. Niiden potentiaali tietojenkäsittelylle tunnustetaan kuitenkin laajalti ja sitä tutkitaan kiivaasti. Aallon projektista ainutlaatuisen tekee se, että tutkijat aikovat saada laitteen toimimaan ohjaamalla spinaaltoja voimakkaiden valokenttien avulla nanomittakaavassa.
”Kukaan ei ole aiemmin ohjannut spinaaltoja valolla tällä tavalla”, sanoo professori Päivi Törmä Aalto-yliopistosta.
Tutkijoiden päätavoite on kolmivuotisessa projektissa rakentaa toimiva logiikkaportti ja osoittaa sen alhainen energiankulutus. Logiikkaportit ovat tiedonkäsittelyn, ja siten myös tietokoneiden, peruselementtejä.
Tukea sai myös Aalto yliopiston professori Mikko Möttösen hanke, jossa kehitetään maailman tarkinta ja erittäin nopeaa lämpösäteilyilmaisinta, jonka avulla voidaan luoda läpimurtoja kvanttitietokoneisiin, superpakastimiin ja terahertsikameroihin. Tukea tuli 870 000 euroa.
Kohti teollista valmistusta
VTT on hankkeessa mukana viemässä ilmaisinten valmistusta yksittäisistä prototyypeistä kohti teollisempaa valmistusta. VTT:llä on kokemusta terahertsibolometreista ja grafeenista erityisesti Sanna Arpiaisen ja Joonas Goveniuksen tutkimusryhmissä, sekä aihepiiriin oma tutkimusprofessori Mika Prunnila.
”Sovellamme bolometrien valmistuksessa uusinta grafeeniteknologiaa, jota kehitetään esimerkiksi yhdessä eurooppalaisen puolijohdeteollisuuden kanssa”, VTT:n tutkimustiimin vetäjä Sanna Arpiainen kertoo. Hankkeessa on tarkoitus tehdä myös yritysyhteistyötä superpakastimia eli kryostaatteja valmistavan Blueforsin ja terahertsikameroita valmistavan Asqellan kanssa.
Muita säätilöiden tuensaajia olivat Helsingin yliopiston professori Tuukka Petäjä (600 000 euroa), jonka hanke tuo ajantasaista ja helppokäyttöistä tietoa ilmanlaadusta pääkaupunkiseudun asukkaille, viranomaisille ja yrityksille sekä Aalto-yliopiston professori Pertti Hakonen (500 000 euroa), jonka hanke luo uusia, parempia lähteitä lomittuneille valokvanteille eli fotonipareille, jotka toimivat kvantti-informaation siirtämisen ja salauksen perustana.
Lisäksi Tampereen yliopiston professori Juha Toivonen sai 500 000 euroa hankkeeseen, jossa kehitetään laseriin perustuvaa ilmakehän havainnointiteknologiaa, joka mittaa kaasupitoisuuden ja kaasun liikenopeuden paikkakohtaisesti. Tukea saivat myös Jyväskylän ja Turun yliopiston professori Ari Väisänen, akatemiatutkija Jani Moilanen, yliopistonlehtori Mika Lastusaari 500 000 euroa hankkeeseen, jossa kehitetään uusia harvinaisiin maametalleihin pohjautuvia seuraavan sukupolven materiaaleja
Vuonna 2021 Tulevaisuuden tekijät -ohjelmassa haettiin kunnianhimoisia, tulevaisuuteen katsovia tutkimusavauksia suomalaisista yliopistoista. Erityisesti ohjelmassa painotettiin teknologioita ja palvelumalleja, jotka uudistavat kestävällä tavalla suomalaista teollisuutta ja yhteiskuntaa.
Rahoitushaku järjestettiin kuudetta kertaa, ja siihen lähetettiin 89 tutkimusideaa. ’’Vaikka kasvatimme ohjelman rahoitusta neljään miljoonaan euroon, kaikkia erinomaiseksi arvioituja hakemuksia ei silti voitu rahoittaa”, sanoo Teknologiateollisuuden 100-vuotissäätiön asiamies Antti Aarnio.
Tulevaisuuden tekijät -ohjelma järjestetään vuosittain tutkimushankkeille. Seuraava rahoitushaku aukeaa helmikuussa 2022. Kuuden vuoden aikana rahoitusta on myönnetty nyt 35 hankkeelle yhteensä lähes 20 miljoonaa euroa.
Lisää: Linkit tukea saaneisiin hankkeisiin (LINKKI).
Kuvituskuva: Aalto-yliopisto/VTT
Päivitetty 20.1.2022