独自の並列計算技術により従来の限界を突破し、 量子コンピュータの実用化を加速

<plone.namedfile.file.NamedBlobImage object at 0x7f183a45b040 oid 0x76531f in <Connection at 7f1852db5940>>

2026-03-12

engineering

{'items': [{'key': '4ngk2', 'term': 'GPUクラスタ', 'description': {'blocks': [{'key': '3lrtu', 'text': '複数のGPUを高速ネットワークで接続し、一つの巨大な計算システムとして動作させる構成のこと。AIの学習や科学計算シミュレーションなどで不可欠な計算基盤となっている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'vlra', 'term': '量子回路シミュレータ', 'description': {'blocks': [{'key': 'p85f', 'text': '量子コンピュータの動作を、既存のコンピュータ（古典コンピュータ）上で模擬するソフトウェア。量子コンピュータ実機がまだ十分に利用できない現段階において、量子アルゴリズムの開発・検証を行うための重要な手段となっている。ただし、シミュレーションに必要な計算量は量子ビット数の増加に伴い指数関数的に増大するため、本格的な量子アルゴリズムの検証には大規模な計算環境が不可欠である。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'fmk2p', 'term': '誤り耐性量子コンピュータ（FTQC）', 'description': {'blocks': [{'key': 'f68nf', 'text': '計算の途中で生じるエラー（ノイズ）を自ら訂正しながら、正確に計算を続けられる量子コンピュータのこと（Fault-Tolerant Quantum Computer）。現在の量子コンピュータ（NISQ）が抱える「計算エラーに弱い」という課題を克服した、実用化の最終目標とされる形態。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'dqkke', 'term': '量子アルゴリズム', 'description': {'blocks': [{'key': 'dde8f', 'text': '従来のコンピュータにおいてアルゴリズムとは、ある計算を実行するために必要な手続きや操作の列を指すのに対して、量子アルゴリズムは量子コンピュータに特化して設計されたアルゴリズムを指す。具体的には、量子ビットの状態遷移や量子ビット間の相互作用を制御する一連の流れとして定義される。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '5qsc3', 'term': '量子位相推定法（QPE）', 'description': {'blocks': [{'key': 'ltj1', 'text': '量子コンピュータから「位相」と呼ばれる情報を高精度に読み取るための量子アルゴリズム。量子アルゴリズムの基本的なサブルーチンとして広く用いられ、量子化学分野では分子のエネルギーを高精度に求める手法として使うことが期待されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'enrs4', 'term': '古典コンピュータ', 'description': {'blocks': [{'key': '1bui5', 'text': '量子力学の原理を利用する量子コンピュータに対し、現在広く普及している従来のコンピュータの総称。「0」か「1」のビット単位で情報を処理する方式（古典物理学に基づく方式）を採っており、一般的なPCからスーパーコンピュータまでがこれに含まれる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '7lv4c', 'term': '量子ビット', 'description': {'blocks': [{'key': 'f3vei', 'text': '量子コンピュータにおける情報の最小単位。通常のコンピュータ（古典コンピュータ）におけるビットに対応するが、通常のビットにおける「0」と「1」の重ね合わせを許す。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'dn68l', 'term': '反復的QPE（IQPE）', 'description': {'blocks': [{'key': '51pje', 'text': 'QPEの一種で、補助量子ビットを1つだけ用い、位相情報を1ビットずつ繰り返し読み取る手法。通常のQPEに比べて必要な量子ビット数が少なく、量子回路も浅く構成できるため、完全なFTQCの完成前であるEarly-FTQC（早期誤り耐性量子コンピュータ）時代のアルゴリズムとしても適していると考えられている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'btns9', 'term': 'ハミルトニアン項数', 'description': {'blocks': [{'key': '3j2ps', 'text': '量子化学計算において、分子や材料のエネルギー状態（ハミルトニアン）を計算式で表した際の「項」の数。この項数が多いほど計算処理が複雑で時間がかかるため、いかに項数を減らして効率的に計算させるかが、量子コンピュータのアルゴリズム開発において重要な課題となる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '3cs9e', 'term': '補助量子ビット', 'description': {'blocks': [{'key': '46gl2', 'text': '計算の対象となるデータを保持する量子ビットとは別に、計算の過程で一時的に使用される「作業用」の量子ビットのこと。エラー訂正を行う際や、複数の量子ビット間で情報をやり取りする際の仲介役として重要な役割を果たす。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['qiqb']

['水上 渉', '平岡昇真', '西田 翔']

1,024台ものGPUを一体的に動作させる大規模シミュレーションは技術的に容易ではなく、48時間という限られた計算時間の中で想定外のトラブルにも度々見舞われました。その中で、寺西さん・平岡さんという2名の若手を中心とするチームが粘り強く取り組み、ABCI-Qの運用スタッフにも迅速にサポートいただいたおかげで、世界最大級の成果を達成することができました。本成果が、量子アルゴリズム開発の加速に少しでもつながれば幸いです。

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/image/photo_drwan_640.png

水上 渉

教授

量子情報・量子生命研究センター

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/3df5398d10c44be6.html