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PRESS RELEASE （共同研究）

2020年10月13日
株式会社富士通研究所

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

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。

商標について

記載されている製品名などの固有名詞は、各社の商標または登録商標です。

関連資料

•  説明会資料：量子コンピューティングへの取り組み（2.64MB / 16ページ）

注釈

注1 株式会社富士通研究所：

本社 神奈川県川崎市、代表取締役社長 原 裕貴。

注2 国立研究開発法人 理化学研究所：

所在地 埼玉県和光市、理事長 松本 紘。

注3 国立大学法人 東京大学：

所在地 東京都文京区、総長 五神 真。

注4 国立大学法人大阪大学：

所在地 大阪府吹田市、総長 西尾 章治郎。

注5 Delft University of Technology：

所在地：オランダ王国南ホラント州、学長 ティム ファンデルハーゲン

注6 ダイヤモンドNVセンター：

ダイヤモンドの結晶中、本来は炭素があるべきところに窒素が置換され、その隣接する位置に空孔がある複合欠陥。

注7 Quantum Benchmark社と共同研究を開始しているエラー緩和技術：

「富士通研究所とQuantum Benchmark、量子コンピュータの高ノイズ耐性アルゴリズムの共同研究を開始」（2020年3月25日プレスリリース）

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