2025年、量子コンピュータが再び脚光を浴びています。とりわけ注目を集めているのが、日本発の技術である「光量子コンピュータ」です。これは単なるIT技術の進化ではありません。私たちの暮らし、そして産業構造そのものを根本から変える可能性を秘めた“新しい産業革命”の幕開けかもしれないのです。
量子コンピュータとは何か？ スパコンとの違いは？
量子コンピュータとは、従来のコンピュータが「0か1か」で情報を処理するのに対し、「0と1が重なった状態（量子ビット）」を用いて特殊な量子アルゴリズムで高速に計算するマシンです。
これにより、最適化問題、材料開発、暗号解析などの特定の複雑な問題においては、スーパーコンピュータ（スパコン）をはるかに凌ぐ性能を発揮すると期待されています。
一方で、単純な算術計算などでは依然としてスパコンや古典的なコンピュータの方が効率的なケースも多く、万能な上位互換ではない点には注意が必要です。
光量子コンピュータとは？ なぜ日本が注目されているのか？
量子コンピュータにはさまざまな方式がありますが、現在注目を集めているのが「光」を使った光量子コンピュータです。光の粒（フォトン）を量子ビットとして利用し、室温での動作が可能という大きな利点があります。
冷却を必要とする超伝導方式と異なり、光量子方式は比較的シンプルな装置構成で拡張性（スケーラビリティ）に優れる可能性があるとされています。ただし、フォトンの制御やエラー訂正の難しさといった課題も依然として残っており、実用化にはさらなる技術革新が求められます。
日本では理化学研究所や東京大学（古澤教授が有名）、大阪大学、NTTなどが光量子コンピュータの研究を推進しており、光ファイバーや光学系に強みを持つ日本の産業基盤と連携する形で、世界的に注目される存在It has become.
量子コンピュータがもたらす変化：社会と産業へのインパクト
では、量子コンピュータが本格的に稼働しはじめたら、私たちの暮らしはどう変わるのでしょうか？その応用は以下のような分野で期待されています：
- 創薬の高速化：分子シミュレーションにより新薬の開発期間が短縮される
- 物流や金融の最適化：リアルタイムでのルート設計やポートフォリオ管理が可能に
- 新素材の開発：量子化学の活用によって革新的な材料を発見
- 気候シミュレーションの精度向上：より正確な地球環境の予測が可能に
これらの変化は、医療・エネルギー・製造・金融といった基幹産業に大きなインパクトを与え、国家間の技術競争にも直結する可能性があります。
現在の量子コンピュータはどこまで進んでいる？
現在、量子コンピュータは「NISQ（ノイズの多い中規模量子）時代」と呼ばれる開発初期段階にあります。
GoogleやIBM、Amazonなどが超伝導方式で先行し、量子超越性の実証や量子ボリュームの拡大を進めています。一方で、日本ではNTT、日立、富士通などが光量子方式やイオントラップ型の開発を進め、独自の技術路線を歩んでいます。
光量子方式は、量子ビットの接続性や拡張性の面で理論上は有利とされますが、現時点では超伝導方式が実用化でリードしているとの見方が主流です。
私たちは何を知っておくべきか？
量子コンピュータがもたらす未来は、まだ完全には見通せません。しかし、これがAIと並ぶ“次の革新”であることは確かです。
私たち一人ひとりが今のうちからその基本を理解しておくことで、社会の変化に対して主体的に対応できるようになります。
特に光量子コンピュータにおける日本のポジショニングは、国際的にも注目されており、新しい産業や雇用、そして経済的な活力を生み出す可能性を秘めています。
用語解説
- 量子ビット（qubit）：0と1の重ね合わせ状態を持つ、量子コンピュータの基本単位。
- 重ね合わせ（superposition）：量子が複数の状態を同時に持つ性質。
- 量子もつれ（entanglement）：2つの量子が相互に影響し合う状態。1つを観測するともう1つの状態も決まる。
- ショアのアルゴリズム：素因数分解を高速に行う量子アルゴリズム。
- NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）：誤り訂正が不完全な中規模量子コンピュータ段階。
- スケーラビリティ（Scalability）：量子ビット数や計算能力を拡張しやすい特性。
参考資料
※本記事は以下の番組および公開情報を参考に執筆しました。
- テレ東BIZ ブレイクスルー「日本発の“新産業革命”!? 光量子コンピューターに迫る」
https://txbiz.tv-tokyo.co.jp/breakthrough/vod/post_315012 - PIVOT公式チャンネル【EXTREME SCIENCE】「日本がリード 光量子コンピュータとは何か」https://www.youtube.com/watch?v=dJ83HGwFEig
