量子コンピュータ超入門

2019年10月にGoogleが超伝導量子コンピュータを利用して量子超越性実証に成功したと発表を行いました。また、我が国においても、内閣府が量子技術イノベーション戦略を策定し、量子コンピュータ研究開発を重点化する方針を示しました。そのため、最近量子コンピュータに過剰なまでの大きな注目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、機械学習、量子化学計算等の特定の限られた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、Alibabaといった国際的大企業やRigetti ComputingやIon Qなどのスタートアップが量子コンピュータ開発やビジネス展開に向けた取り組みを行っています。しかしながら、誤り耐性機能を搭載した実用的大規模量子コンピュータを実現するためには、少なくとも20〜30年以上の長い時間が必要であると考えられています。 　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わかりやすく解説を行います。また、Googleの量子超越性実証、近未来に実現可能なノイジーな中規模量子コンピュータ (NISQ) などの最先端トピックスに加えて、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。

1. 今何が起こっているのか?
   1. 超伝導量子コンピュータ集積度の驚異的な増大
   2. Googleによる量子超越性実証とIBMによる反論
   3. Honeywellのイオントラップ量子コンピュータ
2. 量子コンピュータ入門:初級編
   1. 量子力学
   2. 量子コンピュータの歴史
   3. 量子ビット
   4. 量子チューリング機械
   5. 量子論理回路
   6. 量子アルゴリズム
   7. 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. 量子誤り訂正とトポロジカル表面符号
   2. 量子超越性とGoogleの実証実験
   3. NISQ (ノイジーな中規模量子コンピュータ)
   4. NISQ向け量子/古典ハイブリッドアルゴリズム
   5. 量子化学計算への応用
   6. IBM Q量子クラウドサービスを利用した量子コンピュータプログラミング
4. 最新研究開発動向と最先端トピックス
   1. 世界の国家プロジェクト
      • 米National Quantum Initiative
      • EU Quantum Flagshipなど
   2. 国内の国家プロジェクト
      • Q-LEAP
      • 量子技術イノベーション戦略
      • ムーンショット
      • NEDO次世代コンピューティング 等
   3. 量子コンピュータ開発に取り組む国内外企業
   4. 超伝導量子コンピュータ
   5. シリコン量子コンピュータ
   6. イオントラップ量子コンピュータ
   7. 光量子コンピュータ
   8. 量子クラウドサービス
      • IBM Q
      • Rigetti QCS
      • Alibaba Quantum Cloud
      • Amazon Braket
      • Microsoft Azure Quantum Cloud 等
   9. 量子コンピュータソフトウェア開発環境・プログラム言語
5. 課題と展望
   1. 実用的量子コンピュータ実現のための技術課題
   2. ビジネス展開の可能性
   3. 今後の展望
      • 希釈冷凍機
      • クライオCMOS集積回路
      • アプリ 等