Yksi tarkkailemistamme kehittyvistä teknologioista on kvanttilaskenta, joka lupaa ylittää perinteisten tietokoneiden laskentakapasiteetin eksponentiaalisesti. Vaikka kvanttitietokoneet ovat vielä kehitysvaiheessa, kvanttilaskenta tarjoaa houkuttelevia tulevaisuuden mahdollisuuksia rahoitussektorille. Erityisen kiinnostavia käyttötapauksia ovat optimointiin, riskienhallintaan ja datan käsittelyyn liittyvät tehtävät.  

Kvanttilaskennan haasteet ja mahdollisuudet

Kvanttilaskenta on kuitenkin vielä valitettavan kaukana siitä, että sitä voisi hyödyntää merkittävien ongelmien ratkaisuun. Kvanttilaskennan keskeisiä haasteita ovat kvanttilaskennan perusyksiköiden, eli qubittien, vähyys ja niissä ilmenevät häiriöt. Qubitit ovat herkkiä ympäristönsä häiriöille, mikä johtaa dekoherenssiin, eli qubitin kvanttitilan hajoamiseen. Jotta kvanttitietokoneella voidaan ratkaista monimutkaisia laskutoimituksia, käytössä tulee olla riittävästi qubitteja jotka säilyttävät kvanttitilansa koko laskutoimituksen ajan. Vaikka kvanttitietokoneiden kehitys on tällä hetkellä erittäin kiivasta, niiden soveltaminen liiketoiminnan kannalta merkityksellisiin laskutoimituksiin on edelleen haasteellista. Edes uusimmat kvanttitietokoneet eivät sovellu sellaisiin tehtäviin, joista saataisiin merkittävää liiketoimintahyötyä. 

On myös tärkeää ymmärtää, että kvanttitietokoneita ei ole tarkoitettu korvaamaan perinteisiä tietokoneita. Niiden vahvuudet ovat erityisesti rinnakkaisuutta vaativissa laskutoimituksissa, kuten monimutkaisten optimointiongelmien ratkaisemisessa, materiaalitieteiden tutkimuksessa, lääkekehityksessä ja tekoälyn sovelluksissa. Meidän erityinen mielenkiintomme kohde ovat optimointiongelmat, sillä pankki- ja vakuutusliiketoiminta perustuu pitkälti erilaisten riskien, resurssien ja mahdollisuuksien optimointiin, ja kvanttilaskenta voi tarjota merkittäviä etuja näiden monimutkaisten laskentatehtävien ratkaisemisessa. Pienikin parannus optimointiongelman ratkaisun lopputuloksessa voisi johtaa siihen, että voimme tarjota asiakkaillemme kilpailukykyisemmin hinnoiteltuja tuotteita. 

Kokeilut ja tutkimusprojektit

Koska kvanttilaskennan potentiaali on valtava, on tärkeää, että OP pysyy kehityksen kärjessä ja valmistautuu tehokkaasti hyödyntämään sen tarjoamia mahdollisuuksia. Olemmekin aktiivisesti seuranneet alan kehitystä‍ jo usean vuoden ajan, järjestäen ensimmäiset työpajat ja keskustelut aiheesta vuonna 2019. Viimeisen parin vuoden aikana olemme suorittaneet pienimuotoisia kokeiluja kvanttilaskennan soveltamisesta käytännön ongelmiin. Ensimmäisen kokeilun teimme yhteistyössä CSC:n kanssa ja pyrimme arvioimaan asuntojen hintakehitystä QAE-algoritmin avulla‍. Toisessa kokeilussa testasimme, voisiko quantum annealing auttaa meitä parhaiden parametrien löytämiseen luottoriskimallin kehittämiseen. 

Tällä hetkellä OP Lab on mukana kahdessa merkittävässä julkisessa Business Finlandin kvanttikampanjan tutkimusprojektissa kvanttilaskennan alueella. Näiden projektien kautta pyrimme pysymään kvanttilaskennan kehityksen kärjessä ja valmistautumaan tulevaisuuden mahdollisuuksiin finanssialalla. Ensimmäinen projekti on VTT:n vetämä FutureQ, joka keskittyy kvanttilaskennan vaikutusten ymmärtämiseen yritysten toimintaympäristössä ja markkinoiden muotoutumisessa. FutureQ:ssa työskentelemme yhdessä eri toimialojen yritysten kanssa, joita ovat Metsä Group, Lääketeollisuus ry, Suomen Pankki, LähiTapiola, August ja Unitary Zero Space. Tämä projekti tarjoaa mahdollisuuden tutkia kvanttilaskennan soveltamista laajassa liiketoimintakontekstissa. 

Olemme myös osa BusinessQ-ekosysteemiä, jonka tavoitteena on kehittää tiekarttaa kvanttiteknologioille Suomessa. BusinessQ pyrkii olemaan alusta yhteistyölle ja keskustelulle mahdollistavien teknologiatoimittajien ja loppukäyttäjäyritysten välillä, jotka pääasiassa sijaitsevat Suomessa ja jotka ovat kvanttiteknologioiden suoria ja epäsuoria hyödynsaajia. Tähän konsortioon kuuluu laaja joukko suomalaisia yrityksiä, joista merkittävimpinä voisi mainita kvanttiprosessoreja valmistavan IQM:n ja kryostaasilaitteistoja valmistavan Blueforsin. 

Toinen aktiivinen tutkimusprojekti on Oulun ja Jyväskylän yliopistojen yhteistyöhanke TORQS, joka keskittyy käytännön kvanttilaskentaan. Hankkeen tavoitteena on luoda tiekartta kvanttilaskennan hyödyntämiseen suomalaisessa yrityskentässä. Tässä projektissa keskitytään kvanttilaskennan soveltamiseen lääketeollisuudessa, finanssialalla ja teollisuusprosessien optimoinnissa. Projektiin osallistuu useita kvanttilaskennan pioneereja, kuten QuantrolOx, Quanscient, 61 NorthPoint Solutions ja Algorithmiq, mikä antaa OP Labille mahdollisuuden oppia alan eturintamassa olevilta toimijoilta.  

Kohti käytännön kvanttilaskentaa

Kuten todettua, kvanttilaskenta ei ole vielä sellaisella tasolla, että voimme siitä käytännössä hyötyä. Millä tasolla se sitten on? Taannoin eräs tutkija vertasi kvanttitietokoneiden hyödyntämistä 1950-luvun tietokoneisiin, joissa laskenta perustui reikäkortteihin. Tuolloin ohjelmat ja data vietiin tietokoneelle pahvisilla korteilla, joihin tehdyt reiät vastasivat yhtä bittiä tai ennalta määriteltyä symbolia. Tällainen metodi oli käsityötä vaativaa ja erittäin kömpelöä nykyaikaisiin tietokoneisiin verrattuna, mutta silti niillä onnistuttiin tehostamaan liiketoiminnan ja teollisuuden prosesseja. Kvanttilaskennasta on yleisesti vitsailtu, että viimeiset kolmekymmentä vuotta sen on luvattu olevan kolmen vuoden päässä. Tilanne on kuitenkin muuttunut viime vuosina ja kehitys on ollut huimaa. Esimerkiksi IBM julkaisi vuonna 2016 ensimmäisen kvanttitietokoneensa, jossa oli viisi qubittia. Viimeisimmässä, vuonna 2023 julkaistussa kvanttitietokoneessa‍ oli jo 1121 qubittia. Vaikka qubittien määrä ei ole hyvä ainoana kvanttilaskennan tehon mittarina, vaan huomioon on otettava myös aiemmin mainitsemani häiriöherkkyys, niin ehkäpä tällaisella kehitystahdilla olemme jo pian lähellä kvanttitietokoneiden reikäkorttiaikaa? 

Uskonkin, että harkitut investoinnit osaamisen kehittämiseen, keskittyminen ydinliiketoiminnan ongelmien ratkaisuun ja tarkoin valitut kumppanuudet auttavat meitä olemaan valmiita, kun kvanttilaskennan todellinen läpimurto tapahtuu. Toistaiseksi tehokkain tapa tutkia kvanttilaskennan mahdollisuuksia on ollut suorittaa käytännön kokeiluja. Nämä kokeilut keskittyvät käytännön liiketoimintaongelmien mallintamiseen kvanttilaskennan avulla, mikä tarjoaa arvokasta tietoa ja oppia tämän uuden teknologian soveltamisesta. Kokeiluista saadun tiedon avulla on mahdollista arvioida, kuinka tehokkaita kvanttitietokoneita tarvitaan todellisten liiketoimintaongelmien ratkaisemiseen. Kun ymmärretään ratkaistavan ongelman vaatimat teknologiset kyvykkyydet, investointien oikean ajoittamisen pitäisi olla helppoa – ainakin näin teoriassa. 

Kvanttiosaamisen ja teknologisen valmiuden kehittäminen‍ onkin muodostumassa tärkeäksi prioriteetiksi johtaville organisaatioille finanssi ja lääketeollisuuden aloilla. Keskeinen kysymys on siis se, että milloin on oikea aika investoida kvanttilaskentaan. Liian varhainen investointi saattaa johtaa resurssien tuhlaamisen teknologiaan, joka ei ole vielä valmis tuottamaan todellista hyötyä. Toisaalta myöhästyminen investoinneissa voi johtaa kilpailuedun menettämiseen ja mahdollisuuksien sivuuttamiseen. Juuri nyt elämme erittäin mielenkiintoisia aikoja tämän uuden teknologian parissa ja vain aika voi näyttää mihin tämän teknologian kehitys lopulta johtaa.