１日で理解する、量子コンピュータ～基礎から最新動向･展望まで～

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2025年は量子力学が誕生して100周年という記念すべき年「国際量子科学技術年」でした。日本政府は 2025年を量子産業化元年と位置づけ、量子技術の産業化支援を強化する方針を示しました。実際、日本成長戦略会議において量子コンピュータを中心とする量子技術が重点戦略分野として認定され、2026年7月に量子コンピュータに関する官民投資ロードマップが公開されました。一方、トランプ大統領は2026年6月に量子コンピュータに関する大統領令に署名をし、2028年までに量子コンピュータの実用化を目指す方針を発表しました。このように量子コンピュータは現在国際的に大きな盛り上がりを見せています。

量子コンピュータは、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、金融、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に解くことが可能となります。そのため、世界的大企業や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、業界に大きな衝撃を与えました。その後、GoogleやQuantinuumなどが論理量子ビットや論理量子演算の実現に相次いで成功し、誤り耐性汎用量子コンピュータ FTQC（Fault Tolerant Quantum Computer）の時代が幕を開けました。

本セミナーにおいて、量子コンピュータの基礎について非専門家向けに解説を行います。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、イオントラップ量子コンピュータ、量子エラー訂正と論理量子ビット，リソース推定、量子ユースケース探索などの最先端トピックスに加えて、FTQC実用化に向けた技術課題、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、CMOSプロセスを用いた量子集積回路製造･実装技術、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、量子サプライチェーンについても網羅的に解説を行います。

文系を含む非専門家向けに、可能な限りかみ砕いてわかりやすく解説を行います。

１．今何が起こっているのか？
　1.1 量子力学100周年と2025年ノーベル物理学賞
　1.2 本格的な論理量子ビットの実現：超伝導、原子、イオンの三つ巴の戦い
　1.3 2030年に向けた各社の野心的ロードマップを読み解く
　1.4 暗号解読のリソース推定：3万物理量子ビットで10日以内に解読可能
　1.5 高市政権における日本成長戦略とアメリカ量子大統領令

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 量子アルゴリズム
　2.8 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 古典エラー訂正と量子エラー訂正
　3.2 表面符号と量子LDPC符号
　3.3 FTQC向け量子アルゴリズム
　3.4 因数分解
　3.5 量子化学
　3.6 CAE

４．最新研究開発動向と最先端トピックス
　4.1 日本の量子戦略：量子技術イノベーション戦略と日本成長戦略
　4.2 世界の量子戦略
　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 Quantum Platform、Amazon Braket、Microsoft Azure Quantum、
　　　　理研量子-HPCハイブリッドクラウドなど)
　4.9 量子プログラム言語・量子ソフトウェア開発環境･量子回路シミュレータ
　4.10 企業による量子コンピュータユースケース探索事例
　　　　（化学、材料、機械学習、金融、CAEなと）
　4.11 量子コンピュータのリソース推定：暗号解読と量子化学計算

５．課題と展望
　5.1 FTQC実現のための技術課題
　5.2 量子コンピュータの周辺技術
　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

　　□質疑応答□

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