量子コンピュータの基礎と最新研究開発動向《誤り耐性汎用量子コンピュータFTQC時代の幕開け》【提携セミナー】

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開催日時	2024/6/27（木）　10:00-17:00　＊途中、お昼休みや小休憩を挟みます。
担当講師	川畑史郎氏
開催場所	Zoomによるオンラインセミナー
定員	-
受講費	【オンライン：見逃し視聴なし】：47,300円【オンライン：見逃し視聴あり】：52,800円

○いよいよFTQC（誤り耐性汎用量子コンピュータ）時代の幕開けか！？

○注目集める量子コンピュータの勘所を、非専門家向けにわかりやすく包括的に解説。

○量子力学などの基本から各技術解説、国内外の政策や最新開発動向、

現状課題と克服するための注目技術・素材まで。

量子コンピュータの基礎と最新研究開発動向

《誤り耐性汎用量子コンピュータFTQC時代の幕開け》

【提携セミナー】

主催：株式会社情報機構

■はじめに：

2023年に内閣府は新たな量子戦略「量子未来産業創出戦略」を策定し、量子コンピュータを主軸とする量子技術の産業化に向けた取り組みを強化する方針を示しました。また、アメリカ、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、フィンランド、韓国、中国、インド、台湾などの世界各国が、量子コンピュータの研究開発と商用化を加速すべく、産学官を交えた取り組みを行っています。

量子コンピュータとは、重ね合わせや量子もつれなどの量子力学原理を情報処理に利用したコンピュータです。量子コンピュータを用いると、因数分解、機械学習、量子化学計算、量子多体系シミュレーション、金融、線形連立方程式等のいくつかの数学的問題を古典コンピュータに比べて指数関数的に高速に解くことが可能となります。そのため、Google, Intel, IBM, Microsoft, Amazonといった世界的大企業やRigetti、Ion Q、QuEra, Quantinuum, IQM、OQC、XANADU、Psi Quantum、本源量子などのスタートアップが量子コンピュータハードウェア・ソフトウェア開発やビジネス展開に向けた取り組みを行っています。

これまで超伝導量子コンピュータが量子コンピュータ研究開発の主役でした。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、量子コンピュータ業界に大きな衝撃を与えました。そのため、2024年は誤り耐性汎用量子コンピュータFTQC （Fault Tolerant Quantum Computer）元年となるであろうと認識されています。

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研究開発動向まで非専門家向けに可能な限りわかりやすく解説を行います。また、ノイジーな中規模量子デバイス（NISQ）、FTQCの量子アルゴリズム、量子エラー訂正と表面符号・ボソニック符号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、標準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や量子サプライチェーン、量子ベンチマーキングについても解説を行います。

■　受講対象者：

量子コンピュータの基礎について学びたい方。
量子コンピュータのビジネス活用を検討されている方。
量子コンピュータに関する情報収集・市場調査を行われている方。
量子コンピュータの産学官共同研究を検討されている企業の方。
量子コンピュータに興味のある方なら、どなたでも受講可能です。

■　必要な予備知識：

数学（微積分、線形代数）の基礎知識。
物理学（力学、電磁気学、量子力学）の基礎知識。
計算機科学（プログラミング、論理回路）の基礎知識。
があると望ましいが、必須ではありません。可能な限り平易に解説を行います。

■　本セミナーで習得できること：

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ビジネス動向
など

担当講師

国立研究開発法人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ー　副センター長
川畑史郎氏

■ご略歴：
1995年　名古屋大学工学研究科結晶材料工学専攻修士課程修了
1998年　大阪市立大学工学研究科応用物理学専攻博士課程修了（工学博士）
1998年-　通産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
2021年-　同　副研究センター長
2023年-　同　量子・AI融合技術ビジネス開発グローバル研究センター副センター長
その間、オランダTwente大学、スウェーデンChalmers工科大学、フランスCNRS、フランスILL、フランスLPMMC、ロシアHSE、NTT物性研、広島大学等にて客員研究員や客員教授を併任。文科省光・量子飛躍フラッグシッププログラムQ-LEAPサブプログラムディレクタ（量子情報処理領域、人材育成プログラム領域）。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。内閣府量子技術イノベーション会議量子技術の実用化推進ワーキンググループ委員。一般社団法人量子ICTフォーラム量子コンピュータ技術専門委員会副委員長。

■ご専門および得意な分野・研究：
理論物理（量子情報処理、物性理論、非線形物理、デバイス物理）

セミナープログラム（予定）

１．今何が起こっているのか？
1）超伝導量子コンピュータの進展
・量子版ムーアの法則
・IBMの改訂版ロードマップとFTQCに向けた方向転換
2）FTQC時代の幕開け
・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
・東大の光量子コンピュータ：GKP論理量子ビットの実現

２．量子コンピュータ入門：初級編
1）量子力学のための数学基礎（ヘ゛クトルと行列）
2）量子力学の基礎
3）量子コンピュータの歴史
4）量子ビット
5）量子チューリング機械
6）量子論理回路
7）量子アルゴリズムと量子計算量理論
8）量子コンピュータハードウェア

３．量子コンピュータ入門：中級編
1）古典誤り訂正と量子誤り訂正
2）トポロジカル表面符号とボソニック符号
3）量子エラー訂正と論理量子ビットの実験
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）
5）NISQ向け量子/古典ハイブリッドアルゴリズム
6）FTQC向け量子アルゴリズム（因数分解、量子化学、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
1）世界の量子戦略（米National Quantum Initiative法など）
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）
3）超伝導量子コンピュータ
4）シリコン量子コンピュータ
5）イオントラップ量子コンピュータ
6）中性原子量子コンピュータ
7）光量子コンピュータ
8）量子クラウドサービス
（IBM Q, Alibaba Quantum Cloud, Amazon Braket, Microsoft Azure Quantum Cloudなど）
9）量子コンピュータソフトウェア開発環境SDK・量子プログラム言語
10）企業による量子コンピュータ活用事例（量子化学、機械学習、金融なと゛）

５．課題と展望
1）FTQC実現のための技術課題
2）今後注目すべき重要量子技術
（大規模集積化プロセス、3次元実装、大型希釈冷凍機、クライオCMOS制御回路、超伝導制御回路など）
3）量子サプライチェーンと量子部素材技術（ケーブル、アンプ、コネクタなど）
4）量子コンピュータのベンチマーキング（集積度、忠実度、量子体積、アルゴリズミック量子ビット、CLOPSなど）

＜質疑応答＞