芬兰五精选
量子计算
芬兰强大的量子计算生态系统植根于数十年的研究。
Adobe / Julia Helminen这是量子，亲爱的。本期让我们来看看芬兰公司和研究机构如何助推量子计算革命。
量子计算听起来像科幻小说，但它能带来实实在在的好处。利用这一达到全新水平的计算能力，研究人员能够对各种问题的解决方案进行建模，从新型药物到无法入侵的数字通信，不一而足。
“量子计算尚处于早期发展阶段。不过，它有可能给从药品和疫苗开发到网络安全的许多行业带来革命性变化。”欧洲投资银行（EIB）行长沃纳•霍耶（Werner Hoyer）在一份新闻稿中表示。
因此，企业和政府日益关注这一领域。最近一项研究发现，全球76%的高性能计算数据中心计划在2023年之前使用量子计算，71%计划在2026年之前转向本地量子计算。
芬兰走在这一发展的前列。量子技术研究工作在芬兰已有几十年历史，早在1965年就在埃斯波开设了著名的低温实验室（Low Temperature Laboratory）。自那时起，一个由从事量子计算的公司、研究机构和大学组成的完整生态系统在芬兰萌芽发展。接下来，让我们走近其中五家机构一探究竟。
IQM的量子计算机应用于数据中心和研究实验室。
IQM“我们目前拥有相当多的已知算法[用于解决量子计算机的问题]，但我们拥有的计算机，以及我们在IQM或其他公司运行的计算机，都不够强大，无法大规模执行这些算法，”IQM首席执行官杨•高兹（Jan Goetz）在接受《芬兰创新商业资讯》采访时说道，“所以我们需要提升计算能力，这就是我们所做的工作。”
换言之，该公司为超级计算数据中心和研究实验室提供本地量子计算机。为此，该公司与大学及研究机构展开密切合作。例如，IQM正在与芬兰国家技术研究中心（VTT）联手建造芬兰第一台商用54量子位量子计算机。该公司还入选了Q-Exa联盟，后者正在德国建造量子计算机。
IQM是阿尔托大学和VTT的衍生公司，在埃斯波、毕尔巴鄂、慕尼黑和巴黎设有办事处，目前员工总数160多人。
Quanscient的办公室位于西芬兰省坦佩雷。
Quanscient另一家在量子生态系统领域风起云涌的初创公司是总部位于坦佩雷的Quanscient。该公司成立于2021年9月，其宏远目标是用基于云的精确数字孪生体取代物理原型，从而重塑仿真。
“实质上，我们正在打造一款用于仿真的B2B软件即服务产品，”Quanscient首席执行官兼联合创始人尤哈•里皮（Juha Riippi）表示，“通过将云技术与量子技术相结合，我们已经可以为客户提供超级强大的云解决方案。现在通过研究量子算法，我们已经为量子时代做好准备，届时量子硬件将达到我们仿真所需的成熟度。”
该公司专注于基于有限元法（FEM）的仿真，后者广泛应用于工程和数学建模。例如，从天线到发射器的各种微电子产品。Quanscient相信，其于2022年夏季推出的产品使得产品测试可以通过数字方式完成，从而加快公司的产品开发进程。
展望未来，里皮说道：“我们希望创造一个世界，在那里，疾驰的车辆不再需要进行风洞测试，电子公司不必建造昂贵的原型，还可以通过仿真大大加快聚变能等的研究速度。”
为量子计算建造冷却系统是一项精密细致的工作。
Bluefors芬兰的凌冽寒冬对Bluefors毫无影响。这家总部位于赫尔辛基的公司专门生产无制冷剂稀释制冷机测量系统。此类产品在超低温度下工作，略高于绝对零度（-273.15摄氏度）。
“我们的系统用于大学和研究机构的研发活动。它们目前最知名的领域是量子计算。”Bluefors首席科学官大卫•贡纳松（David Gunnarsson）向芬兰首都商务促进局（Helsinki Business Hub）表示。
在实践中，Bluefors的系统在量子计算过程中起着至关重要的作用，因为需要低温来保持量子位的稳定。事实上，该公司的低温系统广泛用于世界各地的量子计算公司和机构。目前，已有900多套Bluefors系统上市出售，该公司的系统95%出口海外。
Bluefors创办于2008年，是阿尔托大学的衍生公司。该公司的技术基于阿尔托大学低温实验室的研究。公司现有300多名员工，年收入约一亿欧元。
米卡-A•斯兰帕（Mika A. Sillanpää）还因其量子研究获得欧洲研究委员会250万欧元的高级研究人员基金。
Aalto University阿尔托大学开设和开展一系列与量子相关的学习课程及研究项目。不过，今春登上媒体头条的是该校研究人员在宏观世界量子纠缠方面的工作。该研究项目获选《物理世界》（Physics World）的2021年度突破。
该奖项授予了阿尔托大学的米卡-A•斯兰帕（Mika A. Sillanpää）教授，他的团队与澳大利亚新南威尔士大学的合作在一对宏观鼓面之间创建出量子纠缠。此类机械谐振器虽然很小，但仍比通常纠缠的亚原子粒子大得多。此前，该奖项曾被授予首次直接观测黑洞和探测引力波等发现。
这项研究的重要之处在于，它加深了人们对量子范畴与经典范畴划分的理解。相互纠缠的鼓面为科学家提供了新工具，帮助探测这些边界和识别潜在限制。相互纠缠的谐振器还可以作为量子传感器或量子网络中的节点而得到实际应用。
“机械振荡器已经在现有技术中大量使用，因为它们具有良好的相干性，既可以用作过滤器，也可以用作存储器，”该研究的主要作者劳雷•梅西尔•德勒比奈（Laure Mercier de Lépinay）说，“由于这些相同的良好特性，它们也将被用于量子存储器。因此，人们希望能够存储和检测机械振荡器的量子态，而制备和检测机械纠缠就是其中的一部分。”
芬兰强大的量子计算生态系统植根于数十年的研究。
VTT合作在芬兰发展量子生态系统的过程中起着核心作用，而芬兰国家技术研究中心就是这方面的典范。该研究中心在量子技术的各种项目上与公司及研究机构紧密合作。
例如，由VTT协调的新组织QuTI联合体将开发新的组件、制造和测试解决方案及算法，以满足量子技术的需求。联合体由阿尔托大学、坦佩雷大学、Bluefors和IQM等12个合作伙伴共同成立，总预算约为1000万欧元。
此外，VTT、阿尔托大学和赫尔辛基大学共同创办了芬兰量子研究所InstituteQ。研究所的宗旨是建设一个为量子做好准备的社会，专注于三项核心功能：教育、研究和研究基础设施，以及创新和商业。
VTT在生态系统中扮演着关键角色，这要得益于其在量子领域雄厚的专业知识。该研究中心有一个专门团队，致力于为量子计算机开发硬件组件、软件和算法。
“基于量子技术领域的研究成果，VTT开发了可用于量子计算、量子通信及量子传感的组件和系统，”VTT量子项目前负责人希马德里•马宗达（Himadri Majumdar）表示，“所有这些都会对社会产生广泛的影响。[例如]通过量子计算，我们将能够更快地对新药物和疫苗分子进行建模，从而缩短救命药物和疫苗的开发时间。”