|
|
|
Hankekoodi: S22191
Hankkeen nimi: KvanttiKarelia -Kvanttilaskentaan perustuvat tulevaisuuden liiketoiminta- ja palvelumahdollisuudet -lump sum selvityshanke
Toimintalinja: 4. Koulutus, ammattitaito ja elinikäinen oppiminen
Erityistavoite: 9.2. Kasvu- ja rakennemuutosalojen koulutuksen tarjonnan ja laadun parantaminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.10.2020 ja päättyy 31.12.2022
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Etelä-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus
Hakijan virallinen nimi: Karelia Ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 2454377-1
Jakeluosoite: Tikkarinne 9
Puhelinnumero: 013260600
Postinumero: 80200
Postitoimipaikka: Joensuu
WWW-osoite: http://www.karelia.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Anne Ilvonen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Tutkimus- ja kehittämisjohtaja
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: anne.ilvonen(at)karelia.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: +358503116314
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Ammattikorkeakoulut ovat kohtaamassa ICT-opetuksen kehittämisessä massiivisen haasteen. Kvanttilaskentaan perustuvaa, tulevaisuuden teknologioiden korkea-asteen opetukseen, ei tällä hetkellä ole olemassa koostettua, opetukseen soveltuvaa materiaalia. Myös yritykset tarvitsevat lisää tietoa alan kehityksestä ja erityisesti tietoa sovellusalueista, mihin tätä laskentaa voisi hyödyntää. Alueelta puuttuu kvanttilaskennan ennakointiin ja mahdollisuuksiin liittyvää tietoa, osaamista sekä kehittämisverkostot. Etenkin helposti saavutettavien kvanttilaskentapalveluiden (Quantum Computing-as-a-
Service) kehitys on voimistunut merkittävästi vuosien 2019 ja 2020 aikana. Kvanttilaskentapalveluiden arvioidaan olevan eri toimialueille käyttöönotettavaa tekniikkaa seuraavien vuosien aikana (optimistinen arvio 2-3 vuotta). Tämän haasteen ratkaisemiseksi tulee käynnistää selvitystyö, jonka avulla perehdytään erityisesti pilvipalveluina tarjottaviin kvanttilaskentapalveluihin (“Quantum Computing-as-a-Service") ja niiden mahdollistamiin sovelluksiin ja luodaan AMK-tason opetus- ja koulutusmateriaalit niin ammattikorkeakoulu- että yrityskäyttöön.
Kvanttitietokoneisiin pohjaavat kvanttilaskentapalvelut (quantum computing services) ovat uusi, nouseva tulevaisuuden tietojenkäsittelyn teknologia. Toimiessaan kvanttikoneet tulevat pystymään massiiviseen laskentatehoon perinteisiin ratkaisuihin verrattuna: esimerkiksi Google ilmoitti syksyllä 2019 kvanttitietokoneensa suorittaneen 200 sekunnissa laskentaopraation, mikä parhaalta supertietokoneelta olisi vienyt 10 000 vuotta (https://www.nature.com/articles/d41586-019-03213-z) . Googlen esittämä ero perinteisten ja kvanttitietokoneiden välillä on täten 1,5 miljardia-kertainen. (Kriittisemmät arviot (esim. IBM) arvioivat eroa merkittävästi pienemmäksi, 10 000 vuoden sijaan 2,5 päivää, mutta silti eron nähdään olevan 3000-kertainen).
Yleistyessään kvanttilaskenta oletettavasti vaikuttaa lukuisiin eri sovellusalueisiin ja sitä kautta kaikkiin AMK:in koulutusaloihin ja sidosryhmien toimialoihin:
- Liiketoiminta, talous: kompleksisemmat mutta merkittävästi nopeammat laskentaoperaatiot ja simulaatiot: kaupankäynti, logistiikka, optimoinnit, tiedolla johtaminen.
- Materiaalitekniikka: materiaalien kehitys, kvanttilaskentaa hyödyntävät, parviälykkäät, itserakentuvat koneet..
- Robotiikka, automaatio, simulaatio: älykkäät koneet ja automaatio, nopeat rinnakkaiset vaihtoehtoiset simulaatiomallit (esim. ympäristö, ilmastonmuutos)
- Kemia, biokemia
- Sairaanhoito, terveydenhuolto, lääketiede: DNA -sekvenssien laskenta, epidemioiden leviämisen seuranta ja ennusteet: simulaatiota tai esim. aiemmin tunteja, viikkoja tai pidempään kestäneet diagnostiikkalaskenta
- Salaustekniikat: etenkin vanhojen murtumisen ja uusien kehittämisen, uudet kvanttivahvat salausmenetelmät
- Koneoppiminen: kvanttisukupolven ohjaamaton oppiminen, syväoppiminen ja muut keinoälyn ja tietojenkäsittelyn sovellusalueet
Hankkeella lisätään Karelia-ammatikorkeakoulun mahdollisuuksia vastata tulevaisuuden teknologioiden (tässä kvanttilaskennan) korkea-asteen soveltavien osaamistarpeiden haasteisiin. Hanke mahdollistaa kvanttilaskentapalveluiden mahdollisimman hyvin tapahtuvan ennakoinnin tietämyksen hankkimiseksi ja sen pohjalta tapahtuvan koulutuksen suunnittelemiseksi ja alueen toimijoiden osaamisen vahvistamiseksi.
Hankkeessa toteutetaan kolme työpakettia:
Työpaketti 1 “Kvanttilaskenta - toimijat, nykyisyys ja tulevaisuus”
Työpaketti 2 “Kvanttilaskennan mahdollisuuksista ja odotuksista - ongelmanratkaisu, sovellutukset ja lisäarvo”
Työpaketti 3 “Verkostoituminen - jatkuvuuden edellys ja aluevaikutuksen ylläpito- toimenpiteet”
Hankkeen tuloksena:
- Karelia-ammattikorkeakoulun opetushenkilöstön ja asiantuntijoiden osaamisen ja asiantuntemuksen lisääminen kvanttilaskentapalveluiden osalta.
- Alueella toimivien yritysten ja muiden organisaatioiden tiedon, osaamisen ja hyödyntämismahdollisuuksien lisääminen kvanttilaskentapalveluiden osalta.
- Karelia-ammattikorkeakouluopiskelijoiden tiedon, osaamisen ja ymmärryksen lisääminen kvanttilaskentapalveluiden mahdollisuuksista ja sovelluksista.
- Karelia-ammattikorkeakoulu varautuu tuleviin työelämän tarpeisiin ja pystyy tarjoamaan koulutusta, joka lisää valmistuvien opiskelijoiden osaamista ja kilpailukykyä kvanttilaskentapalveluihin liittyvän koulutuksen myötä.
- Alueellisten yritysten kilpailukyvykkyys paranee kvanttilaskentapalveluihin liittyvän osaamisen myötä.
- Alueelle syntyy kansallisesti merkittävä kvanttilaskentaa tunnistava, ja tietoa jakava yritysten ja muiden organisaatioiden joukko.
- Karelia-ammattikorkeakoulun asiantuntijat ja opettajat ja heidän tietämyspääomansa kehittäminen ja lisääminen, sekä aktiivinen osallistaminen kansanväliseen ja kansalliseen kavanttilaskentaan liittyvään kehitystyöhön ja hankkeisiin.
- Alueen ICT- ja muut kehittäjäyritykset, jotka kehittävät tuotteita tai muuten toteuttavat asiakkailleen etenkin data-lähtöisiä ICT- ratkaisuja, joissa kvanttilaskennan mahdollisuuksilla oletettavasti on suuri, jopa toimialaa tai markkinoita merkittävästi muuttava vaikutus (jopa “disruptiivinen vaikutus”).
- Koska kyseessä on ennenkaikkea osaamisen kehittämiseen sekä asiantuntijuuden ja verkostojen luomiseen perustuva hanke, ensimmäisessä vaiheessa kohderyhmänä on opetushenkilöstö. - Toisessa vaiheessa kohderyhmänä ovat alueen yritykset ja muut toimijat, jotka voisivat hyötyä kvanttilaskennasta palveluna, osana omaa liike- tai muuta toimintaansa.
- Opiskelijat ja muut koulutuksiin osallistujat, joiden osaaminen voidaan varmistaa riittävän pitkällä aikavälillä, ennakoiden tulevia työelämän tarpeita.
- Yritykset ja alueen muut toimijat, jotka hyötyvät kvanttilaskentaan liittyvästä uuden osaamisen kehittämisestä.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 80 000
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 80 000
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 100 000
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 100 000
Maakunnat: Pohjois-Karjala
Seutukunnat: Joensuun
Kunnat: Kontiolahti, Joensuu, Liperi, Outokumpu
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 10
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 26
Suunniteltu: 70
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 3 | 5 |
| Kvanttilaskentaratkaisujen mahdollisuudet kestävän kehityksen materiaalien kehityksen ja uudelleenkäyttämisen sovellutuksissa. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 3 | 5 |
| Kvanttilaskentaratkaisujen mahdollisuudet kestävän kehityksen materiaalien kehityksen ja uudelleenkäyttämisen sovellutuksissa. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Neutraali | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 0 |
| Neutraali | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Neutraali | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 3 | 5 |
| Kvanttilaskentaratkaisujen mahdollisuudet kestävän kehityksen materiaalien kehityksen, kierrätyksen ja uudelleenkäyttämisen sovellutuksissa. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Neutraali. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 6 |
| Kvanttilaskentapalveluiden muutoksen ja potentiaalin tunnistaminen aiempien palveluiden/liiketoimintaratkaisuiden kehittämisessä sekä uusien mahdollisuuksien luomisessa. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 5 | 6 |
| Aiempaa tehokkaampaa laskentakapasiteettia tarjoavien, mutta energiankulutukseltaan/hiilijalanjäljeltään pienempien kvanttilaskentapalveluiden hyödyntäminen. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 5 | 6 |
| Kvanttilaskentapalveluiden mahdollisuudet liikkumisen ja logistiikan ratkaisuiden optimoinnissa. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 0 |
| Neutraali | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Neutraali | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 5 | 6 |
| Digitaaliset ratkaisut mahdollistavat tasaarvoisen osallistumismahdollisuuden kehittämistoimenpiteisiin (verkostot, webinaarit, kvanttilaskentapalveluiden testaaminen) fyysisestä sijainnista riippumatta. Mahdollistetaan verkostoituminen myös globaalisti | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Neutraali. | ||
| Ympäristöosaaminen | 5 | 6 |
| Kvanttilaskentaratkaisujen mahdollisuudet kestävän kehityksen huomiointi ympristöteknologisissa sovellutuksissa. | ||
Ammattikorkeakoulut kohtaavat tällä hetkellä massiivisen haasteen ICT-opetuksen kehittämisessä, kun kvanttilaskentaan perustuvaa tulevaisuuden teknologioiden korkea-asteen opetusta varten ei ole riittävästi koostettua ja aiheeseen perehdyttävää materiaalia. Yritykset tarvitsevat myös lisää tietoa alan kehityksestä ja erityisesti siitä, mihin sovellusalueisiin kvanttilaskentaa voidaan hyödyntää. Hankaluuksia on aiheuttanut myös kvanttilaskennan ennakointiin ja mahdollisuuksiin liittyvän tiedon ja osaamisen puuttuminen sekä tarvittavien kehittämisverkostojen lähes täydellinen puuttuminen alueella.
Tilannetta on kuitenkin pyritty ratkaisemaan Karelia-ammattikorkeakoulun hallinnoiman KvanttiKarelia-hankkeen avulla. Hankkeessa on selvitetty erityisesti pilvipalveluina tarjottaviin kvanttilaskentapalveluihin ("Quantum Computing-as-a-Service") ja niiden mahdollistamiin sovelluksiin liittyviä kysymyksiä. Hankkeen tavoitteena on ollut verkostoitua kansallisten ja kansainvälisten alan asiantuntijoiden, tutkijoiden, yritysten ja muiden kvanttiteknologiaverkostojen kanssa sekä luoda kuvaa suomalaisesta kvanttilaskentatoimialasta ja sen ekosysteemin edellytyksistä ja mahdollisuuksista myös maakuntien, kuten Pohjois-Karjalan, näkökulmasta.
Kvanttilaskentaa ja sen sovelluksia esitteleviä asiantuntijaesiintyjistä koostuvia webinaarimuotoisia ja muita tilaisuuksia on järjestetty tavoitteena lisätä tietämystä ja hahmotella AMK-tason esittely-, tutustumis-, opetus- ja koulutusmateriaaleja. Erityiseksi toimintamuodoksi on muodostunut online-tilaisuuksien järjestäminen kaikille kiinnostuneille noin 1-2 kuukauden välein. Tarkoituksena on pohtia hyvissä ajoin ennakoiden muun muassa ammattikorkeakoulujen mahdollisuuksia tukea sekä koulutusalojen että eri toimialojen yritysten perustietämyksen, mahdollisuuksien ja osaamisen hankintaa ja kehittämistä kvanttilaskennan ja -teknologian osalta.
Hankkeella pyrittiin lisäämään Karelia-ammattikorkeakoulun mahdollisuuksia vastata tulevaisuuden teknologioiden, tässä erityisesti kvanttilaskennan, korkea-asteen soveltavien osaamistarpeiden haasteisiin. Hanke on luonut hyvän pohjan kvanttilaskentapalveluiden mahdollisimman hyvin tapahtuvan ennakoinnin tietämyksen hankkimiseksi ja sen pohjalta tapahtuvan koulutuksen suunnittelemiseksi ja alueen toimijoiden osaamisen vahvistamiseksi.