理研など　国産量子コンピューターのクラウド利用開始

2023年3月28日 Other

超伝導量子コンピュータへのユーザアクセス概念図（理研リリースより）

　理化学研究所、産業技術総合研究所、情報通信研究機構、大阪大学、富士通、NTTによる共同研究グループは、超伝導方式による国産量子コンピューター初号機を整備し、2023年3月27日よりクラウド公開による外部からの利用を開始した。

　クラウドサービスは、量子計算などの研究開発を目的とした非商用利用であれば、利用申請が可能。ただし当面は、理研との共同研究契約を通じて利用手続きを行う。

　インターネットを介しての量子コンピューターのクラウドサービスは、すでにIBM、Amazon、マイクロソフト、Googleなどが提供している。また、国内に置かれた量子コンピューターの利用は、2021年に川崎市の「かわさき新産業創造センター(KBIC)」に米国IBMが量子コンピューター設置し、東京大学などコンソーシアム加盟の国内組織での利用が進んでいる。

　この川崎のIBM量子コンピューターの量子ビットは27で、今回、理化学研究所などが中心となって開発した量子コンピューターには、64量子ビットとなっている。この独⾃開発された量子ビットチップは、シリコン基板上に 4 個の量⼦ビットを正⽅形に並べたものを基本ユニットとしており、これを 16 個並べることで 64 量⼦ビットを実現している。

　また、2次元平面に配置された量子ビットへの配線はチップに対して垂直に結合させる垂直配線パッケージ方式で、さらに量子ビット集積回路チップへの配線を一括で接続できる配線パッケージも開発された。「2次元集積回路」と「垂直配線パッケージ」という従来のより拡張性に優れたシステムの採用で、大規模化にあたっても基本設計を変えずに対応することができる。

（左）垂直配線の概念図。量子ビットに対する制御・読み出し用配線が信号用コンタクトプローブを介してチップに対して垂直に接続される。この配線を通してマイクロ波信号の送受信が行われる。（右）量子ビット集積回路チップが装着された配線パッケージ。（理研リリースより）

　今後、ハードウェアとしては量子ビットの集積を進めることでの大規模化。そしてよりエラーの少ない量子計算を実現することが目標となる。さらに、その利用方法に関しても、自動運転や交通システムの大規模シミュレーション、創薬や化学物質開発のための素材検索などが現在想定されている。

　今回、クラウドによって広く利用を開放することにより、多くの研究者が参加することになるため、これまで想定されていた以外にも利用のアイデアが集まり、その利用目的に沿った開発も進めやすくなるだろう。先行する米中など海外勢に追いつくためには、より多くの利用実績とフィードバックが必要で、今回のクラウド開放は、その一助となるだろう。