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。
『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。今回は日本の量子コンピュータ研究の勝機について抜粋してお届けする。
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日本は量子コンピュータ研究で勝てるか？
グーグルやIBMがさらなる大規模化に向けて研究開発を加速させるなか、「日本の研究資金は限られており、ソフトウエアに集中した方が良いのではないか」という意見もあった。
現在実現している規模のNISQコンピュータが量子コンピュータにとってのゴールならば、その主張も一理ある。
しかし、現状のNISQコンピュータの性能は限定的でまだ決定的な活用例を見つけることができていない。
NISQコンピュータは、さらに多くの量子ビットを実現するための通過点にすぎず、世界は100万量子ビットを超える大規模な量子コンピュータである「エラー訂正機能を持った誤り耐性量子コンピュータ」を最終的なゴールに掲げている。
そして、この規模のマシンを作る道筋は、まだ世界のどのプレーヤーも見つけられていないというのが現状だ。
NISQコンピュータを組み上げ、それを稼働させながら問題点を洗い出し、新たな方法を模索している段階だ。
ここにこそ勝機があるのではないか。
日本で動く量子コンピュータ
一口に量子コンピュータと言ってもさまざまな要素技術を含む。
チップの材質や製造方法、配線方法、制御方法、ソフトウエア、アルゴリズムなどすべてにおいて既存のコンピュータとは異なる。
これまで数十年と投資されて成長し続けてきたコンピュータを、ゼロから作り直すまたとないゲームチェンジの機会である。
量子ビットに制御信号を送るケーブルでは、日本のコアックス社の部品が世界で広く使われている。
iPhoneを分解すると日本メーカーの部品が多く使用されているように、日本は量子コンピュータを構成する要素技術に関してもそうでなければならない。
そのためには、自由になかを開けて部品を取り換えてその性能をテストすることができる、実機の試験設備が鍵を握る。
大阪大学では、理研と協力して国産技術を用いた量子コンピュータの動作検証を行っている。
既に、国産の低雑音増幅器（日本通信機）や低雑音電源（エヌエフ回路設計ブロック）、磁気シールド（オータマ）を用いて量子ビットの動作が確認されている。
また、量子コンピュータの性能の要でもあるマイクロ波の発生や信号処理を行う制御装置は大阪大学で開発されている。
いまは、大阪大学発スタートアップのキュエル社（QuEL）へと技術移転し、国産量子コンピュータの部品として供給されている。
（本稿は『教養としての量子コンピュータ』から一部抜粋・編集したものです。）
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。
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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。
西成活裕氏（東京大学教授）
「最先端の研究開発競争やビジネス現場も垣間見ることができる最高の入門書だ」
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！」
