量子コンピュータ／イジング型コンピュータ研究開発最前線

★近年、企業からも大きな注目を集める量子コンピュータ＆イジング型コンピュータ 本分野の最前線で活躍中の講師陣が、基礎原理・技術トレンド・研究開発の最新動向から、要注目のアプリケーションまで徹底解説！

講師

・国立研究開発法人　科学技術振興機構 研究開発戦略センター
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　フェロー 嶋田 義皓 先生
・国立研究開発法人　産業技術総合研究所
　　　　　　　　ナノエレクトロニクス研究部門　研究グループ長 川畑 史郎 先生
・早稲田大学 グリーン・コンピューティング・システム研究機構　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　主任研究員（研究員准教授） 田中 宗 先生
・株式会社日立製作所
　　　　　　　　　　　　　　　　研究開発グループ　主任研究員 山岡 雅直 先生

受講料

1名46,440円(税込（消費税8％）、資料・昼食付) 　
＊1社2名以上同時申込の場合 、1名につき35,640円 　　　　　
＊学校法人割引 ；学生、教員のご参加は受講料50％割引。

セミナー内容

◇第１部　量子技術2.0最新動向と展望〜量子力学を情報処理に活かす〜
10：30〜11：45　嶋田様

■はじめに
　量子力学の原理を利用した「量子技術」の代表例は集積回路や光通信です。これらは、コンピュータやインターネットなどの形で私たちのくらしを支えています。最近では、量子もつれや量子干渉などの量子特有の性質を最大限に活かし、従来技術よりも本質的に優れた性能を発揮する「量子技術2.0」とも呼ばれる新技術の研究開発が世界中で加速しています。本セミナーでは量子技術2.0の代表例である量子センシング、量子暗号・量子通信、量子コンピュータ、量子シミュレータなどの現状・開発と展望をご紹介します。

■講演中のキーワード：
量子コンピューティング、量子暗号、量子通信、量子計測、量子センシング

■本パートで習得できること：
量子コンピュータ、量子暗号、量子通信、量子計測、量子センシングの基礎知識、国内外の研究開発動向

■ご講演プログラム
１．量子革命
　１．１　量子コンピューター第２次ブーム
　１．２　100年続く緩やかなイノベーション
　１．３　各国の量子戦略・科学技術政策
　１．４　日本の量子戦略・科学技術政策
　１．５　量子産業・スタートアップ・特許

２．量子技術2.0最新動向
　２．１　量子暗号・量子通信
　２．２　量子計測・量子センシング
　２．３　量子コンピュータ
　２．４　量子シミュレータ

３．注目研究プロジェクト・研究拠点
　３．１　QuTech（オランダ）
　３．２　UK National Quantum Technologies Programme（イギリス）
　３．３　Quantum Technology Flagship（欧州）
　３．４　Institute for Quantum Computing（カナダ）
　３．５　Joint Quantum Institute（アメリカ）
　３．６　National Quantum Initiative（アメリカ）
　３．７　IEEE Rebooting Computing Initiative（アメリカ）

４．今後の展望
　４．１　技術課題・ロードマップ
　４．２　量子前提社会へ



◇第２部　量子コンピュータ：基礎からビジネス・技術トレンド・アプリケーションまで　　
12：30〜13：45　川畑先生

■はじめに
　最近量子コンピュータに大きな注目と期待が集められています。量子コンピュータとは、量子力学原理を情報処理に積極的に利用したコンピュータのことです。量子コンピュータを用いると、因数分解や量子化学計算等の特定の数学的問題を高速に解くことが可能となります。そのため、Google、Intel、 IBM、Microsoftといった国際的大企業が量子コンピュータハードウェアの開発とビジネス展開に向けた取り組みを行っています。また、最近では、Rigetti Computingなどのスタートアップ企業もぞくぞくとこの業界に参入するようになってきました。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わかりやすく解説します。

■講演中のキーワード：
量子力学、量子コンピュータ、量子ビット、量子アルゴリズム、超伝導量子回路

■本パートで習得できること：
・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

■講演プログラム
１．量子コンピュータ入門
　１)　量子コンピュータの歴史
　２)　量子ビット
　３)　量子コンピュータの動作原理
　４)　量子論理回路
　５)　量子アルゴリズム
　６)　デコヒーレンスと量子誤り訂正
　７)　量子超越性
　８)　NISQ(ノイジーな中規模量子コンピュータ)

２．最新研究開発動向とトピックス
　１)　量子コンピュータ開発に取り組む国内外企業
　２)　超伝導量子コンピュータ
　３)　シリコン量子コンピュータ
　４)　イオントラップ量子コンピュータ
　５)　量子クラウドサービス
　６)　量子コンピュータソフトウェア
　７)　アプリケーション：量子化学計算
　８)　技術的な課題



◇第３部　量子アニーリングマシンをはじめとしたイジングマシンのハード・ソフト・アプリケーション開発動向
14：00〜15：15　田中先生

■はじめに
　組合せ最適化問題（膨大な選択肢から、与えられた制約を満たし、かつ最適な選択肢を選び出す問題）に対して、高速かつ高精度な計算処理を行うと期待される新しい計算技術として、量子アニーリングマシンをはじめとしたイジングマシンの研究開発が盛んです。最近、各種メディアでもたびたびこの技術に関する話題が取り上げられ、国内の複数の企業がこの技術の研究開発に着手しています。イジングマシンの研究開発は大きく、ハードウェア開発、ソフトウェア開発、アプリケーション探索の3つに分類することができます。現在、それぞれの研究開発はどのように進み、そして今後、この計算技術はどのように展開していくのでしょうか。本講義では、イジングマシンの概念や使い方の初歩から紹介し、最先端の研究開発事例や将来展望について述べます。

■ご講演中のキーワード
組合せ最適化問題、イジングモデル、量子アニーリング、イジングマシン

■本パートで習得できること
・量子アニーリングマシンをはじめとしたイジングマシンの基礎知識
・イジングマシンの利用方法
・イジングマシンのハードウェア開発、ソフトウェア開発、アプリケーション探索の最先端の研究開発動向の現状と将来展望

■ご講演プログラム
１．量子アニーリングマシンをはじめとした各種イジングマシンに対する期待
　１） 組合せ最適化問題とはなにか
　２） Society5.0におけるイジングマシンの位置づけ

２．イジングマシンの基礎概念
　１） 組合せ最適化問題をイジングモデルで表現する方法
　　a） 制約式がない場合
　　b） 等式制約がある場合
　　c） 不等式制約がある場合
　２） イジングマシンの動作原理

３．イジングマシンの使い方

４．イジングマシンに関する最先端の研究開発紹介
　１） イジングマシンを用いた応用探索事例
　　a） 組合せ最適化問題に対する適用（集積回路、交通、工場、情報推薦、化学など）
　　b） 機械学習に対する適用（広告配信、画像解析、マテリアルズインフォマティクスなど）
　　c） 物質シミュレーションに対する適用（磁性体モデル、量子化学など　）
　２） イジングマシンに対応するソフトウェア開発事例
　３） イジングマシンのハードウェア開発事例

５．将来展望とまとめ



◇第４部　組合せ最適化処理を加速する半導体を用いたCMOSアニーリングマシンの概要
15：30〜16：45　山岡先生

■はじめに
　現在、話題となっているアニーリングマシンを半導体を用いて実現したCMOSアニーリングマシンの動作原理から実装形態、および適用事例などの概要を学ぶことが可能です。

■ご講演中のキーワード
組合せ最適化, イジングモデル, アニーリングマシン, 半導体

■本パートで習得できること
・新しいコンピュータであるアニーリングマシンの開発動向
・新しいコンピュータの適用事例

■ご講演プログラム
１．新型コンピュータ開発の背景

２．CMOSアニーリングマシンの概要
　１) CMOSアニーリングマシンの動作原理
　２) CMOSアニーリングマシンの構成

３．CMOSアニーリングマシンの実装例
　１) 第1世代 CMOSアニーリングマシンの実装形態および性能
　２) 第2世代 CMOSアニーリングマシンの実装形態および性能
　３) 擬似量子効果を取り込んだ第3世代CMOSアニーリングマシンの概要
　４) エッジ機器に搭載可能な小型CMOSアニーリングマシン

４．CMOSアニーリングマシンの実用化に向けて
　１) CMOSアニーリングマシンのアプリケーション例
　２) CMOSアニーリングマシンを活用するソフトウェア技術