Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan sosiaalirahaston (ESR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

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 31.5.2022

Toiminnan tila: Toiminnassa

Vastuuviranomainen: Etelä-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

2 Hakijan perustiedot

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: Vain yksi hakija

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

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.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

- 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.

4.2 Välilliset kohderyhmät

- 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.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 80 000

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 0

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 100 000

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 0

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Pohjois-Karjala

Seutukunnat: Joensuun

Kunnat: Outokumpu, Liperi, Joensuu, Kontiolahti

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite:

Postinumero:

Postitoimipaikka:

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Osallistuvien yritysten lukumäärä

Suunniteltu: 10

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0

7.2 Osallistuvien henkilöiden lukumäärä

Suunniteltu: 70

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Kyllä
Naiset ovat edelleen vähemmistössä teknologia-alalla. Tytöt menestyvät hyvin lukion kemiassa, fysiikassa ja matematiikassa, mutta jatko-opintoihin he eivät enää suuntaudu. Suomessa tekniikan alan opiskelijoista edelleen vain noin 20 prosenttia on naisia.
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä
Hankkeessa huomioidaan moninaisuuden johtamisen näkökulma. Erityisesti hankkeen asiantuntijatyöryhmään halutaan etsiä naisedustajia, vaikkakin sen tiedetään olevan haastavaa, koska useat johtavissa teknologia-asemissa olevat henkilöt (yrityksissä) on miehiä.
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
EI ole hankkeen päätavoite

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
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.

9 Loppuraportin tiivistelmä

-