2/26 １日で理解する、 量子コンピュータの基礎と最新研究開発動向

法政大学 情報科学部 教授　川畑 史郎　氏 

＜ご活動・併任＞
文科省 光・量子飛躍フラッグシッププログラムQ-LEAP・量子情報処理領域・サブプログラムディレクタ
文科省 光・量子飛躍フラッグシッププログラムQ-LEAP・人材育成プログラム領域・サブプログラムディレクタ
NEDO 高効率・高速処理を可能とするAIチップ・次世代コンピューティングの技術開発 量子関連コンピューティング技術・プロジェクトリーダー
内閣府 ムーンショット型研究開発事業 目標6「2050年までに、経済・産業・安全保障を飛躍的に発展させる誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現」・アドバイザー
JSTさきがけ「物質と情報の量子協奏」・アドバイザー
(一社)量子フォーラム・量子コンピュータ技術推進委員会・副委員長
(国研)産業技術総合研究所 量子・AI融合技術ビジネス開発グローバル研究センタ− 特定フェロー 

＜経歴＞
1998年-　通商産業省 電子技術総合研究所 研究員
2001年-　産業技術総合研究所　研究員
2005年-　同　主任研究員
2017年-　同　研究グループ長
2020年-　同　総括研究主幹
2021年-　同　副研究センター長
2023年-　同　副センター長
2024年-　法政大学　情報科学部　教授

＜専門＞
理論物理（量子情報処理、物性物理、非線形物理、デバイス物理）

＜WebSite＞
https://cis.hosei.ac.jp/depts/dm/kawabata/

　現在、世界各国が、量子コンピュータ等の量子技術開発に対して大規模投資を行っています。また、内閣府は、2023年に量子戦略「量子未来産業創出戦略」を策定し、量子技術の社会実装に向けた実行計画を提示しました。また、量子ビジネスに関する量子業界団体が日米欧を始め世界各国で設立されています。このように、最近量子コンピュータ分野は大きな転換期を迎えています。

　量子コンピュータは、量子力学原理を情報処理に利用したコンピュータであり、因数分解、機械学習、量子化学計算、金融、線形代数等の特定の数学的問題を高速に解くことを可能とします。そのため、Google, Intel, IBM, Microsoft, Amazonといった国際的大企業や量子スタートアップが量子コンピュータ開発やビジネス展開に向けた取り組みを行っています。

　これまで、量子エラー訂正機能を搭載した誤り耐性汎用量子コンピュータ(FTQC)を実現するためには、少なくとも20～30年以上の長い時間が必要であると考えられていました。ところが、2023年12月にアメリカのスタートアップQuEraが48論理量子ビットを搭載した中性原子量子コンピュータを実現し業界に大きな衝撃を与えました。また最近、Quantiniuum（イオントラップ量子コンピュータ）とGoogle（超伝導量子コンピュータ)は、損益分岐点を超えた本格的な論理量子ビットを実現しました。そのため2024年はFTQC元年になると考えられています。

　本セミナーにおいては、量子コンピュータの基礎から最新動向まで非専門家向けにわかりやすく解説を行います。また、超伝導量子コンピュータ、中性原子量子コンピュータ、量子アルゴリズム、量子エラー訂正などの最先端トピックスに加えて、FTQCの実用化に向けた膨大な技術課題、ビジネス展開の可能性についても紹介を行います。さらに、大型希釈冷凍器、クライオCMOS制御回路、超伝導制御回路、CMOSプロセスを用いた量子ビット製造技術、量子コンピュータ用極低温部素材技術（同軸ケーブル、フラットケーブル、アンプ、コネクタ）などの今後注目すべき量子周辺・コンポーネント技術と量子サプライチェーンについても解説を行います。 

 ＜得られる知識、技術＞
・量子コンピュータの基礎知識
・量子コンピュータの最新研究開発動向
・量子コンピュータの適応可能なビジネス領域
・量子コンピュータ商用化のための技術課題
・今後注目すべき量子コンピュータ関連技術分野

＜プログラム＞
１．今何が起こっているのか？
　1.1 超伝導量子コンピュータの発展と国産量子コンピュータの登場
　1.2 QuEraの中性原子量子コンピュータ：
　　　　48論理量子ビットの衝撃
　1.3 Googleの超伝導量子コンピュータ：
　　　　損益分岐点を超えた本格的論理量子ビットの実現

２．量子コンピュータ入門：初級編
　2.1 量子力学のための数学基礎（ベクトルと行列） 
　2.2 量子力学の基礎
　2.3 量子コンピュータの歴史
　2.4 量子ビット
　2.5 量子チューリング機械
　2.6 量子論理回路
　2.7 誤り耐性汎用量子コンピュータ（FTQC）向け量子アルゴリズム
　　　（因数分解、量子化学、金融、機械学習、線形代数）
　2.8 量子コンピュータハードウェア概論
　2.9 量子コンピュータにおけるエラー

３．量子コンピュータ入門：中級編
　3.1 古典誤り訂正と量子誤り訂正
　3.2 トポロジカル表面符号とボソニック符号
　3.3 量子エラー訂正と論理量子ビットの実験
　3.4 FTQC（誤り耐性汎用量子コンピュータ）と
　　　NISQ（エラー訂正機能を搭載していないノイジーな中規模量子デバイス）
　3.5 NISQ向け量子/古典ハイブリッドアルゴリズム
　3.6 FTQC向け量子アルゴリズム
　　　a．因数分解
　　　b．量子化学
　　　c．微分方程式系と計算工学、金融など

４．最新研究開発動向と最先端トピックス
　4.1 世界の量子戦略
　　　（米National Quantum Initiative法など）
　4.2 日本の量子戦略
　　　（量子技術イノベーション戦略、量子未来社会ビジョン、量子産業創出戦略など）
　4.3 超伝導量子コンピュータ
　4.4 シリコン量子コンピュータ
　4.5 イオントラップ量子コンピュータ
　4.6 光量子コンピュータ
　4.7 中性原子量子コンピュータ
　4.8 量子クラウド
　　　 （IBM Q,Amazon Braket, Microsoft Azure Quantumなど）
　4.9 量子コンピュータソフトウェア開発環境
　4.10 量子コンピュータプログラミング
　　　　（Qiskitを例に）
　4.11 企業による量子コンピュータ活用事例
　　　　（量子化学計算、機械学習、金融など）

５．課題と展望
　5.1 FTQC実現のための技術課題
　5.2 量子コンピュータ周辺技術
　5.3 量子部素材技術と量子サプライチェーン：
　　　下町量子コンピュータ
　5.4 量子コンピュータのベンチマーキング

　　□ 質疑応答 □

※詳細・お申込みは上記

「お申し込みはこちらから」（遷移先WEBサイト）よりご確認ください。