国内初の商用量子コンピューター、川崎に 東大など実用化目指す

記者会見に先立って報道陣に公開された、米IBM製の最新の量子コンピューター=川崎市幸区のかわさき新産業創造センターで2021年7月26日午後4時7分、信田真由美撮影
記者会見に先立って報道陣に公開された、米IBM製の最新の量子コンピューター=川崎市幸区のかわさき新産業創造センターで2021年7月26日午後4時7分

 東京大と日本IBMは7月27日、日本で初めてとなる商用量子コンピューターを川崎市のかわさき新産業創造センター(KBIC)に設置し、運用を始めたと発表した。米IBMが開発した最新式のコンピューターで、日本IBMが保守管理を担い、東大が運用の権利を持つ。トヨタ自動車など大企業と連携して量子コンピューターの実用化を目指す。

 量子コンピューターは、原子や光など、波と粒子の性質を併せ持つ「量子」を利用した従来と全く異なる仕組みの計算機。従来型のコンピューターは「0」と「1」のどちらかの状態を表す「ビット」を使って計算するが、量子コンピューターは0と1を重ね合わせた状態を取る「量子ビット」を利用し、多数の計算を並列して処理できるのが特徴だ。

 「量子コンピューターは未到の問題を解決できる可能性を秘めている。金融のリスク管理、次世代バッテリー、新素材の開発、再生可能エネルギーの効率等々活用分野は広い。社会実装を見据え、人類共通の歴史的な課題にも積極的に取り組んでいきたい」。27日、オンラインで開かれた記者会見で東京大の藤井輝夫学長は力強く語った。

 今回KBICに設置されたのは、理論的に汎用(はんよう)性があるとされる「ゲート方式」というタイプ。米国外の設置はドイツに次いで2番目だ。超低温で電気抵抗がゼロになる「超電導」という現象を利用しており、絶対零度(セ氏マイナス273度)に近い低温に保つ。

米IBM製の最新の量子コンピューターが設置された「かわさき新産業創造センター」=川崎市幸区で2021年7月26日午後4時46分、信田真由美撮影
米IBM製の最新の量子コンピューターが設置された「かわさき新産業創造センター」=川崎市幸区で2021年7月26日午後4時46分

 量子コンピューターの計算能力の指標の一つ「量子ビット数」は27。一部の用途に使えるようになるためには、最低数百量子ビットは必要だと考えられており、まだ遠い。IBMは2023年までに1121量子ビットを達成することを目指すとしている。また、能力の別の指標である「誤り率」を低く抑えなければ量子ビット数が増えたときに誤差が蓄積して性能が落ちる。誤り率の改善も不可欠で、実用化への道のりはまだ不透明だ。

 一方、企業や大学は実用化を見据えて、新素材開発や資産運用といった用途に将来的に使えるソフトウエアの開発に臨む。KBICに設置された量子コンピューターをクラウドを通して利用できるようになったのは、東大と日本IBM、トヨタのほか、慶応大、東芝、三菱ケミカル、みずほフィナンシャルグループなど計2大学、12企業。20年7月に設立された、産学官で量子コンピューターの実用化を進める「量子イノベーションイニシアティブ協議会」の正会員となる。

 協議会のメンバーの多くは、これまでは米ニューヨーク州に30台以上あるIBMの量子コンピューターにクラウドで接続して研究していたが、世界中の企業や大学が使うため、使用できる時間は限られていた。今回、国内の大学や企業が占有して最新のコンピューターを利用できるようになり、研究開発が進むことが期待される。

運用が始まった米IBM製の最新の量子コンピューターが、記者会見に先立って報道陣に公開された=川崎市のかわさき新産業創造センターで2021年7月26日午後4時34分、信田真由美撮影
運用が始まった米IBM製の最新の量子コンピューターが、記者会見に先立って報道陣に公開された=川崎市のかわさき新産業創造センターで2021年7月26日午後4時34分

 また、東大は6月、東京都文京区の浅野キャンパス内に量子コンピューターのハードウエアの開発をするテストセンターを開設。川崎のものとは別の最新型ではないIBM製の量子コンピューターを設置した。川崎に設置されたコンピューターは解体などはできないが、浅野キャンパスのものは可能で、ハードの開発にも力を入れていく。ハード開発のためのIBM製量子コンピューターを米国外に置くのは初めてという。

 IBMや米グーグルが量子コンピューターの基礎技術として用いる「超電導量子ビット」は、当時NECの研究員だった理化学研究所量子コンピュータ研究センター長の中村泰信氏が開発したもの。日本は基礎技術の開発では世界をリードしていたが、開発面では後れをとっている。

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