Kirjaudu sisään

    Salasana unohtunut

    • 0
    • Kirjaudu sisään
    • Tilaa
    • Uusimmat
    • Kotimaa
    • Ulkomaat
    • Kulttuuri
    • Teoria
    • Mielipiteet
    • Kauppa
    • Uusimmat
    • Kotimaa
    • Ulkomaat
    • Kulttuuri
    • Teoria
    • Mielipiteet
    • Kauppa

    Aalto-yliopisto rakentanut maailman ensimmäisen suprajohtavan kvanttilämpökoneen

    Tutkimus
    Avainsanat: kvanttiteknologia, suprajohtava lämpökone, Aalto-yliopisto
    14.7.2026 - 7:00
    JP (Juha-Pekka) Väisänen
    Taiteilijan näkemys Aalto yliopiston suprajohtavasta kvanttilämpökoneesta, joka muuntaa lämpöä työksi kvanttimaailmassa. Kuva Heikka Valja Aalto yliopisto
    Tutkijat onnistuivat hallitsemaan lämmön siirtymistä kvanttimaailmassa yhdistämällä transmon-kubitin kvanttijäähdyttimeen.Taiteilijan näkemys Aalto-yliopiston suprajohtavasta kvanttilämpökoneesta, joka muuntaa lämpöä työksi kvanttimaailmassa. Kuva: Heikka Valja / Aalto-yliopisto

    Aalto-yliopisto on osoittanut toteen, että lämpö voidaan valjastaa työksi myös kvanttimaailmassa. Suprajohtavan kvanttilämpökoneen kehitys on merkittävä läpimurto julkisesti rahoitetussa kvanttiteknologian tutkimuksessa, ja se voi tulevaisuudessa pienentää kvanttitietokoneiden kustannuksia sekä haastaa pääomavaltaisen teknologiateollisuuden rakenteita. Tutkimus julkaistiin 13.7.2026 Nature Communications -lehdessä.

    Kvanttilämpökone on hyvin pieni laite, vain muutaman millimetrin kokoinen. Siinä on kolme osaa: transmon-kubitti (kvanttibitti, eli kvanttijärjestelmän pienin yksikkö, joka voi olla samanaikaisesti useassa tilassa), resonaattori ja kvanttijäähdytin. Transmon-kubitti on kvanttibitti, samaa teknologiaa kuin kvanttitietokoneissa.

    Suprajohtavan kvanttilämpökone toimii äärimmäisen kylmässä, lähes absoluuttisessa nollapisteessä. Vaikka lämpöä on niin vähän, ettei sitä juuri huomaa, laite pystyy silti käyttämään tuon pienen lämpöenergian hyödyksi ja muuttamaan sen työksi — eli tekemään sillä jotakin konkreettista.

    ”Kokeessamme rakensimme nanorakenteisiin perustuvan lämpökoneen suprajohtavilla piireillä ja ajoimme sitä kryostaatissa lähes absoluuttisen nollapisteen lämpötilassa. Koneen sydän on transmon-kubitti, jolla rakennetaan myös modernit kvanttitietokoneet”, sanoo Aalto-yliopiston kvanttifysiikan tutkija Tuomas Uusnäkki

    Kvanttiteknologia ja vallan jakautuminen

    Tutkijat onnistuivat hallitsemaan lämmön siirtymistä kvanttimaailmassa yhdistämällä transmon-kubitin kvanttijäähdyttimeen. Tavallisissa lämpökoneissa kylmä ja lämmin varasto ovat erillisiä, mutta kvanttijäähdyttimessä ne sijaitsevat samassa rakenteessa. Tämä yksinkertaistaa laitetta ja voi tulevaisuudessa vähentää kvanttitietokoneiden monimutkaisuutta.

    Kvanttimaailma on luonnon kaikkein pienin taso, alue, jossa atomit ja hiukkaset käyttäytyvät tavalla, joka ei muistuta arkista fysiikkaa. Siellä hiukkaset voivat olla samanaikaisesti useassa tilassa, liikkua kuin aalto ja hiukkanen yhtä aikaa, ja muuttaa käyttäytymistään pelkästään siksi, että niitä mitataan. Kvanttimaailma on siis todellisuuden perimmäinen kerros, jossa energia ja aine eivät toimi mekaanisten sääntöjen mukaan, vaan noudattavat kvanttifysiikan lakeja. Juuri näitä ilmiöitä hyödynnetään kvanttitietokoneissa ja Aalto-yliopiston kvanttilämpökoneessa.

    ”Kvanttijäähdyttimen voi säätää joko lämmittämään tai jäähdyttämään kubittia tarpeen mukaan. Ohjasimme lämpökonetta tarkasti ajoitetuilla pulsseilla niin sanotussa Otto-syklissä ja mittasimme, miten kubitin tila muuttui koneen käydessä”, sanoo  Uusnäkki.

    Otto-sykli on klassinen lämpökoneen toimintaperiaate, joka kuvaa energian muuntumista työksi. Kvanttimaailmassa sykli toteutetaan mikroaaltopulsseilla, jotka ohjaavat kubitin tilaa.

    Tutkijat havaitsivat, että kubitin läpi virtaava lämpöenergia teki työtä.

    ”Tämä on ensimmäinen kerta, kun pystyttiin osoittamaan syklisen kvanttilämpökoneen toiminta suprajohtavassa piirissä. Se, että yksi kvanttijäähdytin hoitaa sekä lämmittämisen että jäähdyttämisen, tekee ratkaisusta yksinkertaisemman ja käyttökelpoisemman”, sanoo Tuomas Uusnäkki.

    Kustannukset, kaapelit ja kapitalismin kritiikki

    Kvanttitietokoneiden kehitys on tällä hetkellä vahvasti sidoksissa suuryritysten pääomiin, sillä järjestelmät vaativat kalliita mikroaaltokaapeleita ja monimutkaisia jäähdytysjärjestelmiä. Aalto-yliopiston tutkimus avaa mahdollisuuden autonomisiin lämpökoneisiin, jotka voivat vähentää kaapelien tarvetta ja siten pienentää kustannuksia.

    ”Suomen kvanttiteknologiastrategia tavoittelee tuhannen loogisen kubitin konetta vuoteen 2035 mennessä. Se todennäköisesti vaatii satoja tuhansia fyysisiä kubitteja, mikä nykytekniikalla tarkoittaa miljoonia tuhansia euroa kappale maksavia mikroaaltokaapeleita, jotka myös lisäävät järjestelmään kohinaa. Autonomisia laitteita käyttämällä kaapeleita ei juuri tarvittaisi”, sanoo Aalto-yliopiston akatemiaprofessori ja suomalaisen kvanttitietokoneyhtiö IQM Quantum Computersin perustajista. Mikko Möttönen Aalto-yliopiston tiedotteessa (13.7.2026).

    Kustannusten aleneminen voi kaventaa teknologista kuilua, joka erottaa pääomavaltaiset toimijat ja julkisen sektorin. Julkisesti rahoitettu tutkimus voi näin vahvistaa yhteiskunnallista toimijuutta ja haastaa teknologisen vallan keskittymistä harvojen käsiin.

    Tutkimus toteutettiin OtaNanon tutkimusinfrastruktuurissa, ja sitä rahoittivat Suomen Akatemia ja Suomen Kulttuurirahasto.


    Piditkö lukemastasi?
    Auta Tiedonantajaa julkaisemaan jatkossakin ja tue Tiedonantajaa lahjoituksella tai tilaa lehti!

    Uusimmat artikkelit

    Jeremiah Tousaint on Pointe Broadcasting Networkin uutispäällikkö Kuva JP (Juha Pekka) Väisänen
    Ulkomaat
    13.10.2026
    JP (Juha-Pekka) Väisänen

    Karibialainen mediatalo antaa äänen näkymättömille tarinoille

    Kun suurten mediayhtiöiden huomio kohdistuu kansainvälisiin kriiseihin, politiikkaan ja julkisuuden henkilöihin, karibialaisen Pointe Broadcasting Networkin uutisjpäällikkö J

    Jeremiah Tousaint on Pointe Broadcasting Networkin uutispäällikkö Kuva JP (Juha Pekka) Väisänen
    Ulkomaat
    13.10.2026
    JP (Juha-Pekka) Väisänen

    Karibialainen mediatalo antaa äänen näkymättömille tarinoille

    Teemu Valli, Petri Palmu, Linda Savonen ja Tiina Rouhiainen väänsivät kättä ay liikkeen tulevaisuudesta Tiedonantaja festivaalilla Kuva Emma Grönqvist
    Politiikka
    12.10.2026
    Jukka Piha

    Yrittäjä haastoi ay-liikkeen

    Maija Amperla pitää Tiedonantaja festivaalia harvinaisena keskustelufoorumina Kuva Jukka Piha
    Uutiset
    11.10.2026
    Jukka Piha

    ”Järkyttävän upea festivaali” toi esiin vaietut yhteiskunnalliset kysymykset

    Palestiinan, Länsi-Saharan ja Afrikan vapautumiskamppailuja käsiteltiin keskustelussa
    Uutiset
    10.10.2026
    Jukka Piha

    ”Päitä katkaistiin vallan nimissä” – kolonialismin väkivallasta puhuttiin ilman kaunistelua

    Tilaa lehti

    Tukea Tiedonantajalle

    Juttuvinkki

    Ota yhteyttä

    Mediakortti

    Tiedonantaja

    Osoite: Viljatie 4 B, 3. kerros, 00700 Helsinki
    Puh: 045 7839 4289
    Sähköposti: 

    Päätoimittaja

    petra.packalen@tiedonantaja.fi

    Copyright 2026 © Tiedonantaja | Tietosuojaseloste


    Piditkö lukemastasi?
    Auta Tiedonantajaa julkaisemaan jatkossakin ja tue Tiedonantajaa lahjoituksella tai tilaa lehti!