VTT-taustainen startup vauhdittaa Suomen kvanttilaskentaa

VTT:n tutkimuksesta ponnistava suomalainen startup S-Transistors on saanut 2,6 miljoonan euron siemenrahoituksen. Yhtiö kehittää suprajohtaviin transistoreihin perustuvaa integroitujen piirien teknologiaa, jonka tavoitteena on helpottaa kvanttitietokoneiden skaalaamista ja vähentää kryogeenisen laskennan energiankulutusta.

Rahoituskierrosta johti pohjoismainen pääomasijoittaja Lifeline Ventures, ja mukana oli myös enkelisijoittaja. Rahoitus vahvistaa Suomen asemaa kvanttiteknologian ja syväteknologian kansainvälisessä kehityksessä. Suomessa on rakennettu pitkään osaamista kvanttilaskennan, puolijohteiden ja kryogeenisten järjestelmien parissa, joten uusi yritys istuu luontevasti paikalliseen tutkimus- ja startup-ekosysteemiin.

Suprajohtavat transistorit voivat ratkaista kvanttikoneiden pullonkaulan

Suprajohtavat kvanttitietokoneet toimivat erittäin matalissa lämpötiloissa. Niiden laskentaytimessä oleva kvanttiprosessointiyksikkö eli QPU koostuu kubiteista, joiden ohjaaminen vaatii nykyisin runsaasti kaapelointia ja huoneenlämpöistä elektroniikkaa.

Kun kubittien määrä kasvaa sadoista kohti tuhansia, perinteisestä ohjausratkaisusta tulee nopeasti kallis, kookas ja vaikeasti hallittava. Kaapelit vievät tilaa kryostaatissa, kuluttavat energiaa ja voivat rajoittaa järjestelmän nopeutta sekä kokoa. Ongelma on merkittävä koko kvanttialalle, sillä kaupallisesti hyödylliset kvanttitietokoneet edellyttävät huomattavasti nykyistä parempaa skaalautuvuutta.

Ohjauselektroniikka lähemmäs kvanttisirua

S-Transistorsin ratkaisu perustuu siihen, että osa perinteisestä ohjaus- ja liitäntäelektroniikasta voidaan sijoittaa kryostaatin sisälle lähelle kylmänä pidettävää kvanttiprosessoria. Toteutus on teknisesti vaativa, sillä komponenttien on toimittava erittäin alhaisissa lämpötiloissa ja samalla säilytettävä pieni tehohäviö, suuri nopeus ja luotettava signaalinkäsittely.

Yhtiön mukaan suprajohtavat transistorit yhdistävät transistorien laskennallisen toiminnallisuuden suprajohteiden erittäin pieniin sähköisiin häviöihin. Ratkaisu voi siten olla perinteisiä kryogeenisiä ohjainpiirejä energiatehokkaampi ja fyysisesti kompaktimpi. Teknologia on jo saatavilla kiekkotasolla, mikä luo perustan tulevalle pilottiluotannolle ja komponenttien skaalautuvammalle valmistukselle.

Ensimmäinen tuote palvelee kvanttilaitteiden kehittäjiä

S-Transistorsin ensimmäinen tuote on suprajohtaviin transistoreihin perustuva multiplekseri. Se voidaan liittää olemassa oleviin kryogeenisiin kokoonpanoihin, joissa se auttaa hallitsemaan ja käsittelemään useita signaaleja. Käytännössä ratkaisu voi vähentää tarvittavan kaapeloinnin määrää ja nopeuttaa kvanttilaitteiden tutkimusta, prototyyppien rakentamista sekä uusien ohjausratkaisujen testaamista.

Yritys aikoo toimittaa ensimmäisiä tuotteitaan asiakkaille ja strategisille kumppaneille ensimmäisen toimintavuotensa aikana. Kohderyhmään kuuluvat esimerkiksi kvanttilaskentaa kehittävät tutkimusorganisaatiot, puolijohdealan yritykset, kryogeenisten järjestelmien valmistajat ja myöhemmin myös kvanttipalveluja rakentavat teknologiayhtiöt.

Rahoitus vauhdittaa laboratorion ja tuotannon rakentamista

Tuore pääoma käytetään useiden kryogeenisten signaalien käsittelyyn tarkoitettujen prototyyppien kehittämiseen, oman kryogeenisen laboratorion perustamiseen sekä suprajohtaviin transistoreihin perustuvien piirien pilottituotantolinjan valmisteluun. S-Transistors kasvattaa myös teknistä ja kaupallista tiimiään.

Kehitys voi avata suomalaisille yrityksille ja tutkimuslaitoksille uusia yhteistyömahdollisuuksia kvanttiteknologian toimitusketjussa. Jos teknologia osoittautuu toimivaksi suuremmissa järjestelmissä, sillä voi olla merkitystä myös Suomen datakeskus-, puolijohde- ja laskentateknologia-aloille. Kuluttajille hyödyt näkyisivät todennäköisesti vasta pitkällä aikavälillä esimerkiksi tehokkaampina pilvipalveluina, uusina optimointiratkaisuina ja lääkekehityksen kaltaisissa sovelluksissa.

Suomi mukana globaalissa kvanttikilpailussa

Kvanttitietokoneiden kehitys on kansainvälistä kilpailua, jossa yhdistyvät tutkimus, laitevalmistus ja ohjelmistot. Yhdysvallat, Eurooppa ja Aasia investoivat voimakkaasti alan teknologioihin. S-Transistorsin kaltaiset VTT-taustaiset yritykset voivat vahvistaa Suomen roolia erityisesti kvanttilaitteiden kriittisten komponenttien kehittäjänä.

Suprajohtavat transistorit eivät yksin ratkaise kaikkia kvanttilaskennan haasteita, mutta ne voivat olla tärkeä osa skaalautuvaa laitteistokokonaisuutta. Jos ohjauselektroniikka voidaan integroida nykyistä lähemmäs QPU:ta ilman merkittävää lisälämpökuormaa, kvanttikoneiden rakentamisesta voi tulla sekä energiatehokkaampaa että käytännöllisempää.