富士通研究所、量子コンピューティングの実現に向け、グローバルでのオープンイノベーションにより最先端研究機関と共同研究を開始

TOKYO, Oct 13, 2020 - (JCN Newswire) - 株式会社富士通研究所（注1）（以下、富士通研究所）はこのたび、国立研究開発法人 理化学研究所（注2）（以下、理化学研究所）様、国立大学法人 東京大学（注3）（以下、東京大学）様、国立大学法人 大阪大学（注4）（以下、大阪大学）様、オランダのDelft University of Technology（注5）（以下、デルフト工科大学）様と、量子コンピューティングの実現に向け、デバイスレベルから制御システム、アーキテクチャ、アルゴリズムに至るすべての技術レイヤーにおいて、それぞれの領域で共同研究を開始します。

当社は、量子コンピューティングにおける各技術レイヤーの研究を総合的かつ効率的に推し進め、現在、求解が困難な問題を抱える様々な応用分野に量子コンピューティングを適用することで、お客様へのさらなる価値提供を目指し、持続可能な社会の実現に向けて貢献していきます。

背景と課題

量子コンピュータは、情報の最小単位である0か1のビット情報により計算を行う現在のコンピュータと異なり、0と1の両方の状態を同時に扱うことができる量子ビットを利用することにより、多くの計算を並列、かつ高速で実行可能な新しいコンピュータとして実用化が期待されています。しかし、量子コンピュータで先行している超伝導チップを用いた方式でも、現状、50ビット程度のシステム規模に留まっており、有用な計算を行うことが困難です。

性能向上のため、ハード領域では量子ビット数の増加、量子ビット情報を保持可能な時間（コヒーレント時間）の向上、制御システムの改善など、様々な技術向上が求められています。また、短いコヒーレント時間でも計算可能なアルゴリズムを開発するなど、ソフト領域においても画期的な技術革新が期待されています。

共同研究の概要

今回、当社は量子コンピューティングの実現に向け、グローバルに最先端の研究機関と新たに共同研究を開始し、量子コンピューティングの全ての技術レイヤーにおいて、中長期的な研究への取り組みを強化します。これらの共同研究で培う技術を発展させることで、将来的に誤り耐性をもつ量子コンピューティングの実用化を目指します。

1. 理化学研究所様・東京大学様との研究
超伝導量子ビット技術に強みをもつ理化学研究所様・東京大学様と、現在、最も有望視されている超伝導方式量子コンピュータの共同研究を行います。量子デバイスから制御エレクトロニクス・ソフトウェアまでトータルに取り組み、古典コンピュータとうまく連携させたコンピュータシステムの実現を目指します。

2. デルフト工科大学様との研究
ダイヤモンド中のスピン状態を利用した量子ビット技術に強みを持つデルフト工科大学様と、スピン量子ビットを利用した量子コンピュータの基礎研究・開発に取り組みます。そのような量子ビットは、ダイヤモンドに不純物原子を注入することにより形成することができ、ダイヤモンドNVセンター（注6）がその一例です。本方式では量子ビットの状態に光でアクセス可能であり、離れた量子ビット間の演算がほかの量子ビットからのクロストークの影響を受けずに行えるため大規模化に向いている上、ほかのタイプの量子ビットに対し比較的高温でも量子状態を保てるので、冷却部の小型化が期待されています。デバイスや制御系の技術開発のほか、新たな結合トポロジーを使った新規エラー訂正手法の可能性についても検討します。本研究は、デルフト工科大学様とオランダ応用科学研究機構様が共同で設立した世界有数の量子技術研究機関であるQuTechで実施されます。

3. 大阪大学様との研究
量子計算の理論分野に強みを持つ大阪大学大学院基礎工学研究科様と量子アルゴリズムの研究開発を行います。アプリケーション用のアルゴリズムに加え、誤り耐性をもつ量子コンピューティングの実現に必要となるエラー訂正技術の研究に取り組みます。

これらの研究開発のほか、2020年4月からQuantum Benchmark社と共同研究を開始しているエラー緩和技術（注7）を組み入れた量子アルゴリズムの研究にも並行して取り組み、小規模な量子コンピュータ上での有用なアプリケーションの開発を目指します。

今後

今後、当社は研究機関とともに、量子コンピューティングを実現するための研究を中長期的に推進していきます。創薬、材料、金融の分野に留まらず、現在のコンピュータでは求解が困難な様々な応用分野において、量子コンピュータを適用し、社会的課題の解決を目指します。

本リリースの詳細は下記をご参照ください。
https://pr.fujitsu.com/jp/news/2020/10/13-1.html

概要： 富士通株式会社

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