量子コンピュータの基礎と最新研究開発動向

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本セミナーにおいては、量子コンピュータの基礎と最新研究開発動向について解説いたします。
また、商用化に向けた問題点や技術的課題、量子コンピュータビジネスの可能性について議論いたします。

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アメリカ、中国、ヨーロッパなどの世界各国は、量子コンピュータ等の量子技術開発に対して大規模投資を行っています。また、内閣府は、2023年に新たな量子戦略「量子未来産業創出戦略」を策定し、量子技術の社会実装に向けた実行計画を提示しました。また、量子ビジネスに関する量子業界団体が日米欧を始め世界各国で設立されています。このように、最近量子コンピュータ分野は大きな転換期を迎えています。  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、金融、線形代数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, Amazon, Alibabaといった国際的大企業やRigetti Computing, XANDU, Ion Q, Psi Quantum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誤り耐性量子コンピュータ (FTQC) 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、FTQC向け量子アルゴリズム、ノイジーな中規模量子コンピュータ (NISQ) 、量子エラー訂正技術、超伝導・中性原子・シリコン・光量子コンピュータ、クライオCMOS、超伝導制御回路、大型希釈冷凍機、量産半導体プロセス、量子コンピュータ向け部素材、量子・古典ハイブリッド、量子ファウンドリ、量子評価テストベッド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とロードマップ、量子サプライチェーンの構築、ビジネス展開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の発展と国産量子コンピュータの登場
    2. 超伝導以外の方式の追撃
      • イオン
      • シリコン
      • 中性原子
    3. 量子未来産業創出戦略
  2. 量子コンピュータ入門:初級編
    1. 量子力学のための数学基礎 (ベクトルと行列)
    2. 量子力学の基礎
    3. 量子コンピュータの歴史
    4. 量子ビット
    5. 量子チューリング機械
    6. 量子論理回路
    7. 誤り耐性汎用量子コンピュータ (FTQC) 向け量子アルゴリズム
      • 因数分解
      • 量子化学
      • 金融
      • 機械学習
      • 線形代数
    8. 量子コンピュータハードウェア概論
    9. 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
    1. 古典エラー訂正と符号理論
    2. 量子エラー訂正
      • Shor符号
      • CSS符号
      • エラー訂正量子回路
    3. トポロジカル表面符号
    4. NISQ (ノイジーな中規模量子デバイス)
    5. NISQ向け量子/古典ハイブリッドアルゴリズム
    6. 量子化学への応用
    7. FTQCの計算工学・製造分野への応用
      • 流体・航空工学
      • 線形制御システム
      • 構造・材料力学
      • 電磁波工学など
  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
      • 仏量子国家戦略
      • 韓国量子戦略など
    2. 日本の政策と国家プロジェクト
      • 量子技術イノベーション戦略
      • 量子未来産業創出戦略
      • Q-LEAP
      • ムーンショット
      • NEDO
      • SIPなど
    3. 超伝導量子コンピュータ
    4. シリコン量子コンピュータ
    5. イオントラップ量子コンピュータ
    6. 光量子コンピュータ
    7. 中性原子量子コンピュータ
    8. 量子クラウド
      • IBM Q
      • Alibaba Quantum Cloud
      • Amazon Braket
      • Microsoft Azure Quantum Cloud
      • Fixstars Amplifyなど
    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
    10. 企業による量子コンピュータ活用事例
      • 量子化学計算
      • 機械学習
      • 金融など
  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. 大規模量子コンピュータに向けたロードマップとサプライチェーン
    3. 今後注目すべき重要技術
      • 大規模集積化プロセス
      • 大型希釈冷凍機
      • 小型希釈冷凍機
      • 3次元実装
      • クライオCMOS
      • 超伝導制御回路
      • 光ファイバーインタフェース
      • 量子コンピュータ用低温部素材・アンプ
      • 量子・古典ハイブリッド
      • 量子ファウンドリ
      • 量子評価テストベッドなど
    4. 量子業界団体
      • Q-STAR
      • 量子ICT フォーラム
      • QII
      • QED-Cなど

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