量子コンピュータが私たちの未来を変える日は実はすぐそこまで来ている。
そんな今だからこそ、量子コンピュータについて知ることには大きな意味がある。単なる専門技術ではなく、これからの世界を理解し、自らの立場でどう関わるかを考えるための「新しい教養」だ。
近日発売の『教養としての量子コンピュータ』では、最前線で研究を牽引する大阪大学教授の藤井啓祐氏が、物理学、情報科学、ビジネスの視点から、量子コンピュータをわかりやすく、かつ面白く伝えている。今回は量子コンピュータの開発競争についての特別な書き下ろしをお届けする。
Photo: Adobe Stock ※画像はイメージです
激化する誤り耐性量子コンピュータを目指した覇権争い
量子コンピュータは、暗号解読、分子設計、材料開発、金融リスク解析など、従来コンピュータでは極めて計算が難しい問題を高速に解く可能性を秘めている。
しかし現在の量子コンピュータの最も重要な構成要素である量子ビットはノイズの影響に弱く、チップに含まれる不純物や制御信号のわずかな揺らぎの影響を受け、量子情報は壊れ、計算にはエラーが発生してしまう。
現在実現している量子コンピュータはこうしたノイズの問題を避けられず、NISQ（ノイズのある中規模の量子コンピュータ）と呼ばれている。
鍵は量子誤り訂正
暗号解読や複雑な分子のシミュレーションを実行するためには、多数の量子ビットを用いて量子ビットをエラーから守る「エラー訂正」が不可欠である。
量子コンピュータ業界の最終的な目標は、誤りを検出し自動的に訂正しながら計算を進める誤り耐性量子コンピュータだ。
しかし、1つの守られた「論理量子ビット」を実現するには数百～数千の物理量子ビットが必要になると言われており、量子計算の実用化は大量の物理量子ビットをいかに安定に制御するかが本質的な課題となっている。
新型チップの発表で研究開発を加速するIBM
IBMは最も野心的な計画を持つ企業の一つであり、最新プロセッサ「Nighthawk」では量子ビットチップのデザインを一新し、2028年までに物理量子ビット数を1000まで増やす計画だ。
また、これと並列して誤り訂正向けアーキテクチャ開発の実験機「Loon」では、誤り訂正の効率化につながる離れた量子ビット間の長距離結合の検証も行い、2029年までに初期の誤り耐性量子コンピュータの実現を目指す。
国産技術で量子コンピュータの産業化を目指す富士通
一方、日本では富士通が国産技術で産業に使える量子コンピュータの実現を明確に目標に据えている。
2025年には256量子ビットの量子コンピュータをリリースし、2026年に1000量子ビットへと拡張する予定だ。
2030年前後には1万物理量子ビット級の超伝導量子コンピュータを構築し、250論理量子ビット相当の誤り耐性計算の実証を目指す。
富士通の強みである富岳やその後継機などスーパーコンピュータ技術と組み合わせ、総合的なコンピューティングソリューションの提供を目指す。
水平分業による新興勢力Qolab
元々Googleの実験チームを率いていたジョン・マルチネス（2025年ノーベル物理学賞を受賞）は、2020年にGoogleを去り、高品質の量子ビット製造を目指すスタートアップ Qolabを立ち上げた。
日本政策投資銀行も2025年6月にQolabへ出資している。
Qolabはスーパーコンピュータベンダーのヒューレット・パッカード・エンタープライズや主要パートナー企業とともに、量子技術・半導体・HPCの専門知識を結集した分業体制、「量子スケーリング・アライアンス」の設立を2025年11月に発表している。
量子コンピュータの覇権を目指した頂上決戦
今回紹介した取り組みは超伝導量子ビット方式に限った話であるが、この他にもイオントラップ方式（Quantinuum、IonQ）や冷却中性原子方式（QuEra）なども2030年までに100論理量子ビット規模の量子コンピュータ実現をロードマップに描いている。
この規模の量子コンピュータが実現すれば、生成AIに匹敵する社会変革を起こすことができるだろう。
どのプレイヤーが先にゴールに辿り着くのか、量子コンピュータの覇権をめぐる世界的な頂上決戦が始まっている。
（本稿は『教養としての量子コンピュータ』の著者が特別に書き下ろしたものです。）
量子コンピュータは「単なる速い計算機」ではない――著者より
皆さんは「量子」あるいは「量子コンピュータ」という言葉を聞いて、どのようなイメージを持つだろうか。
「何か不思議でよくわからないもの」「小さくて難しそうなもの」といった印象を持つ人もいれば、最近では「ビジネスにつながりそう」と感じている人もいるかもしれない。
量子関係のニュースが出ると乱高下する「量子銘柄」なる企業の株もあるそうだ。
あるいは、残念ながらテレパシーや死後の世界など、精神世界の崇高なキーワードとして「量子」が語られることもある。
なぜ「量子」にはこれほど多種多様なイメージがまとわりつくのだろう。
それは、量子が日常的に見たり触れたりできる「古典的な世界」とは異なる、私たちの直感を超え、想像力を必要とする「概念的な世界」とつながっているからかもしれない。
これが「量子」の持つ不思議な魅力や技術の可能性の根源でもあり、また同時に、そのわかりにくさの理由にもなっている。
量子コンピュータはこれから世界をどう変えるのか?
正直にいうと、私たち研究者にもまだはっきりとはわからない。
それが知りたくて量子コンピュータの研究をしている。
一九五〇年代の科学者たちが、将来コンピュータが人類全体のコミュニケーションや経済の基盤になるとは想像できなかったように、量子コンピュータが何をもたらすかも、これから形づくられていくものだ。
しかし、確かなのは「何かすごいことが起きそうだ」という予感である。
そして、そうした予感を信じて手を動かし続けた人たちが、現代のインターネットや生成AIを作ってきた。
本書では、量子力学誕生から百年にわたる歩みと、そこから生まれた量子コンピュータの全体像、そして未来に向けた応用までを、わかりやすく、かつ読者の好奇心を刺激するような知的な冒険の軌跡として紹介していく。
新刊書籍のご案内
『教養としての量子コンピュータ』藤井啓祐 著
最前線研究者の知見を活かし、量子コンピュータについて余すことなく面白く伝える一冊！
2025年は「量子力学誕生100年」の記念の年だ。
そんな今、量子コンピュータが私たちの日常を変える日は、実はすぐそこまで迫っている。
だからこそ、量子コンピュータについて知ることには大きな意味がある。
単なる専門技術ではなく、これからの世界を理解し、自らの立場でどう関わるかを考えるための「新しい教養」を身につけよう。
橘玲氏（作家）
「私のような門外漢にも、すべてが変わることがよくわかった。楽しみでもあるし、怖くもある」
橋本幸士氏（京都大学教授）
「世界を研究で先導する藤井氏の情熱あふれる本書は、物質情報の世界をゲームを解くように教えてくれる。量子の研究は知的冒険だ！」
