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「スパコンの限界を超えた」量子コンピュータ「黎明」、56量子ビットで新段階へ
2026年11月11日 10:54
国立研究開発法人理化学研究所(理研)は2026年11月10日、量子コンピュータ「黎明(れいめい)」が56量子ビットの「System Model H2」へとアップグレードしたのにあわせて、理研和光キャンパスで記念式典を開催した。
「黎明」は、クオンティニュアム製のイオントラップ型量子コンピュータで、NEDOの支援による「JHPC-quantumプロジェクト」の一環として、2025年2月から稼働している。これまでは20量子ビットで運用していたが、今回のアップグレードにより56量子ビットの「System Model H2」となり、より大規模で高度な計算を行なえるようになった。
また、記念式典では2つの新たな提携を発表し、基本合意書(MOU)の署名式も行なった。
理研とクオンティニュアムは、「AI for Science」と「Made with Japan」の取り組みとして、量子およびAIによる材料シミュレーションや生体分子シミュレーションを推進することを発表。さらに、理研、ソフトバンク、クオンティニュアムは、量子・AIデータセンターの実現に向けたフィージビリティスタディを開始し、超省電力で高効率な次世代計算インフラの実現および国際標準化を目指すことを発表した。
理研とクオンティニュアムは、量子コンピューティング、スーパーコンピューティング、AIを組み合わせて、エレクトロニクス、エネルギー、ライフサイエンス分野でのユースケースの開発を進めるほか、これまで長年にわたり培ってきた協力関係を基盤として、「黎明」の連携や運用を通じて得られた知見を「Made with Japan」によるFTQC(誤り耐性量子コンピュータ)の開発に生かすという。
理研の五神真理事長は、「黎明は、56量子ビットに大幅にアップグレードし、世界最高水準の量子計算性能を実現することになる。また、未来に向けた戦略的MOU(基本合意)を結んだ。2029年以降のFTQC時代を見据えたものになる」と位置づけた。
また、クオンティニュアム代表取締役の結解秀哉氏は、「理研の支援を得て、半年間にわたるアップグレード作業を完了し、56量子ビットを備えた量子コンピュータとして正式に稼働することになる。また、本格的な社会実装、商用化に向けた戦略的イニシアティブに関する覚え書きも締結した。新たな共創につながる機会になることを期待している」と述べた。
五神理事長、「富岳」と量子コンピュータの結合で計算科学の拡張を目指す
記念式典で挨拶した五神理事長は、「理研は、人類未踏の計算可能領域の拡張を目指し、最先端の計算基盤の整備と統合を進めている。スパコン『富岳』に加え、2030年には『富岳Next』を稼働させるほか、国内トップクラスのAIスパコン『理究』と『ROQUO』を整備している。
だが、世界を先導するには『富岳』に、世界最高の量子コンピュータを結合させるべきだと判断した。クオンティニュアム製イオントラップ型量子コンピュータ『黎明』と、超伝導型量子コンピュータである『ibm_kobe(IBM Quantum System Two)』という異なる方式の量子コンピュータとの密結合により、世界に先駆けて、量子HPCハイブリッド計算プラットフォームを実現しており、すでに来たるべきFTQC時代を見据えた挑戦は、大きな成果を上げている。
量子コンピュータは、科学研究はもとより、産業技術やセキュリティなど、社会の幅広い分野で本格的に活用する時代が迫っている。今回の『黎明』のアップデートは、量子計算とHPCの融合による計算科学の新たな可能性を切り開く大きな一歩になる。『黎明』の新たな出発を、地球と人類の持続可能な未来に向けて、知の可能性を広げ続ける挑戦を加速する節目にしたい」と語った。
また、クオンティニュアムのラジーブ・ハズラPresident & CEOは、「クオンティニュアム製イオントラップ型量子コンピュータ『黎明』が、56量子ビットへとアップデートした。この検証は、予定よりも8週間早く終了し、新たなシステムの本格運用は11月2日から始まっている。
これは、数年にわたるパートナーシップをベースにしたものであり、今回の成果により、従来のシミュレーションを超えた量子計算を行なうことができ、まったく新しいフロンティアを築くことになる。
計算宇宙を拡大し、人類が持つ知識の地平を広げることができるだろう。今後は、『黎明』と『富岳』の組み合わせによって、量子およびAIによる材料シミュレーションや生体分子シミュレーションの研究を開始し、この研究成果をもとに、より難しい課題に取り組むことができる。科学の継続性や産業の機会創出にもつながり、理研とともに、AI for Scienceと、Made with Japanを推進することになる。
また、ソフトバンクとは、日本のAIデータセンターに、量子コンピュータを接続する探求を進め、より広範な産業利用への道を開くことになる。日本の研究機関や大学、サプライヤーと協力して、日本国内で作られる部品や材料を活用し、障害に強い量子エコシステムを構築する。日本の創意工夫が、未来を形づくることに貢献したい。
今回の新たな取り組みは、量子コンピューティングが、日本と世界に何をもたらすことができるかを定義することになるだろう」などと述べた。
さらに、駐日アメリカ合衆国大使館首席公使のアーロン・スナイプ氏は、「黎明のSystem Model H2の立ち上げは、米国と日本のパートナーシップを反映したものである。2026年6月に、Genesis Missionに関する戦略的パートナーシップを結び、今回の成果はそれに続くものといえる。
両国による技術への投資を加速させ、大胆なアイデアを支援し、科学のあり方を変革していくことになる。『黎明』という名前は、科学的進歩の瞬間の重大さを表している。まさに新たな夜明けである。そして、クオンティニュアムやIBMなどの米国企業の量子に関する専門知識と、日本の活気ある研究環境を融合させることで、何十年も解けなかった課題の解決策を見出すことができる。これは出発点である」などと語った。
そのほか、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構理事長の斎藤保氏、経済産業省イノベーション・環境局局長の菊川人吾氏、文部科学省研究振興局局長の浅野敦行氏が来賓として挨拶した。
理研とクオンティニュアムはFTQC開発、3者は量子・AIデータセンターを検討
なお、今回新たに発表し、会場で署名式を行なったMOUの内容は次の通りだ。
1つ目の理研とクオンティニュアムによるMOUは、「黎明」などを活用した先駆的なコンピューティングアーキテクチャを基盤に、日本が量子分野で長期的なリーダーシップをさらに発揮するために、「Made with Japan」のFTQCの開発を推進するというものだ。
2029年に向けて、量子コンピューティングの本格的な社会実装、商用化を加速することを目的に、複数の戦略的イニシアティブに関する取り組みを共同で開始。連携テーマは、AIを活用した革新的な研究開発に取り組む「AI for Science」における量子コンピューティングの活用や、「Made with Japan」によるFTQCの実現に向けた基礎技術の開発と商用化となる。
もう1つの理研、ソフトバンク、クオンティニュアムによるMOUは、日本における量子・AIハイブリッドコンピューティングの商用利用をさらに加速することを目指すというものだ。
2029年に向けて量子コンピューティングの本格的な社会実装と商用化を加速することを目的に、量子・AIデータセンターの実現に必要となる要素技術に関する共同研究を推進する。これまでのJHPC-quantumハイブリッドプラットフォームの構築や運用ノウハウを基礎に、理研のHPC基盤、クオンティニュアム製量子コンピュータ「黎明」、ソフトバンクのAIデータセンターの知見を組み合わせ、量子コンピュータをAIデータセンターに導入、運用する。これにより、幅広い研究者や企業が利用可能な商用サービスを提供するためのフレームワークや保守運用モデル、人材育成、量子コンピュータ導入の参考となるベンチマーク手法、量子AIワークフローに加え、これらの標準化などを検討する。
JHPC-quantumの進捗と「黎明」の稼働実績を理研とクオンティニュアムが報告
記念式典では、JHPC-quantumプロジェクトの進捗状況について、理研計算科学研究センター量子HPC連携プラットフォーム部門の佐藤三久部門長が説明した。
「量子コンピューティングは、スパコンで解けなかった領域の計算を行なう重要なデバイスとして期待されている。プロジェクトのミッションは、ハードウェアの開発よりも、使える量子コンピュータをオンプレミスで導入し、スパコンとの統合により、量子性を実証することが目標である。量子HPC連携プラットフォームは、ダントツといえる世界最大級のシステムであり、量子HPCのアプリケーションとシステムソフトウェアの開発を行なうことができる。
方式が異なる2種類の量子コンピュータを用いることで、それぞれの特性を生かした利用を行なうとともに、方式によらないシステムソフトウェアの実現につながっている」とした。
JHPC-quantumプロジェクトは、理研とソフトバンクにより、2023年11月からスタート。正式名称は、「計算可能領域の開拓のための量子・スパコン連携プラットフォームの研究開発」となり、「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業(JPNP20017)」の委託事業として推進している。量子HPC連携アプリケーションとして、「量子科学」、「物性・統計物理」、「機械学習」、「最適化」の4つの領域にフォーカスした開発を進めている。
「2026年6月には、NVIDIAのGPUを540基搭載したGPUスパコン『ROQUO』と統合し、ソフトバンクのAIスパコンとも連携し、今後は、GPUを活用した計算科学の研究や、アプリケーション開発が進むことになる。量子機械学習、量子アルゴリズム、量子回路の最適化などが進む」としたほか、テストユーザープログラムとして、41件の採択があり、実証を進めていることも紹介した。
今後の約2年間のプロジェクト実施期間においては、ライフサイエンスや医療・創薬分野のアプリケーションを積極的に開発するという。
「黎明は20量子ビットでは物足りなさがあったが、56量子ビットになり、スパコンによるシミュレーションの限界を超えた。量子性を実証し、実装することができる段階に入る。インパクトのある成果につなげたい。次世代のFTQCの開発においても、クオンティニュアムと一緒にやっていきたい」とした。
また、クオンティニュアムのジェニイ・ストレイブリーバイスプレジデント兼コンピュータパフォーマンスグループゼネラルマネージャーは、今回の「黎明」のアップグレードについて説明した。
「クオンティニュアムは、フルスタックの量子コンピュータの企業であり、ハードウェアを提供するだけでなく、量子チップの上でさまざまなアプリケーションを動作させるためにソフトウェアも開発している。クオンティニュアムが提供するNexusプラットフォームは、200以上の組織が活用し、2026年には45%の利用増加が見込まれており、ジョブ提出数は10倍にも達している」と語った。
「日本には、2019年に営業拠点を設置したのが始まりだった。だが、量子アルゴリズムや量子ユースケースの革新を行なうためのオフィスへと急速に成長。2024年には、理研とともに、ハイブリッド量子コンピューティングの取り組みに携わることになった。2025年には、最初の量子コンピュータとして、『黎明』を稼働させ、その間、日本のさまざまな産業界のリーダーとパートナーシップを築いてきた」と振り返った。
また、黎明の稼働率が95%に達していること、2025年2月以降、500人以上が黎明の施設を訪れ、過去14カ月間で17本以上の論文が発表され、ワークショップには600人以上が参加したことなどを報告した。
その上で、「56量子ビットへとアップデートしたことで、スパコンでは計算できない範囲を超えた。これは極めて重要な進化である」とし、「System Model H2への移行に伴う検証を、予定よりも8週間早く完了したことで、すでに新たな取り組みを開始している。
1つは、スパコンからは収集できない量子コンピュータならではのデータを活用し、大規模言語モデルの学習を行ない、量子ならではの強化を図っていること。もう1つは、AIを使って問題を解決するために、最適な回路とソフトウェアを開発することである。これらを加速するためには、将来に向けたインフラが必要である。そこで、新たにソフトバンクと協力して、日本のデータセンターに対して、量子コンピュータが適切に対応できるかどうかを模索することになる」と述べた。
一方、ソフトバンク執行役員プロダクトR&D本部本部長の小林丈記氏は、「量子・AIデータセンター構想」について説明。新たに結んだMOUの取り組みについて触れた。
「量子やHPCは世界規模で競争が加速している。日本の産業基盤としても、経済安全保障の観点でも重要なテーマである。信頼できるパートナーと協力することが重要である。日本には、世界トップクラスのHPCの運用実績、産業界の利用実績、国内を結んだデータセンターネットワークが揃っている。また、米国は、先進の量子ハードウェアやAIソフトウェア、商用化における強みがある。これを重ねることが重要であり、その第一歩が、今回のMOUになる。ここでは、量子・AIデータセンターを2029年までに商用化することを目指す」とした。
また、「量子コンピュータは、AIをより賢く使うためのものである。材料開発分野では、量子HPC連携により、高精度な計算を行ない、ここで生まれたデータをAIに提供することで、より賢く動作することになる。また、通信の不正検知にも活用できる。通信を結びつきで捉え、特徴を抽出し、AIに渡すことで、国際ローミングの不正問題を解決できるという実験を進めている。この成果は金融や電力でも活用できる。量子コンピュータの技術は、実際の課題に適用することで、価値を磨く段階に入っている。これを実装するのが量子・AIデータセンターになる。研究者、AIエンジニア、産業界、企業が、安心して使える環境を提供したい。産官学の連携により、一気通貫で進めていくことが大切である」と述べた。
