QUANTUM DAYで量子コンピューターの勉強をしてきました

弊所では量子コンピューター、量子センサー、量子暗号、耐量子暗号等を取り扱っているクライアント・顧問先企業様がいらっしゃる関係で、量子に関する教育に力を入れています。

そこで、先日広島県の中国経済産業局にて開催された「量子コンピュータセミナー～QUANTUM DAY～」に参加してきました。

量子コンピュータセミナー～QUANTUM DAY～とは？

中国経済産業局、一般社団法人量子技術による新産業創出協議会（Q-STAR）、一般社団法人日本生成AI協会（JGAIA）の共催イベントで、最新の量子コンピューター業界の動向や事例、国内外の動きや取組事例を紹介するセミナーです。

本セミナーでは「量子×AI」をメインテーマとし、量子×AIの現状の技術・製品のご紹介やその活用についての具体的ユースケースについてご紹介いただきました。

量子コンピューターとは

そもそも「量子」とは、簡単に言えば粒子と波の性質をあわせ持った、とても小さな物質やエネルギーの最小単位のことです。量子には原子の構成要素である陽子、電子、中性子やさらにこれらを形作っているクォーク、ニュートリノ、ミューオン等も含まれます。また、光の最小単位の粒子である光子も量子のひとつです。

量子は、量子もつれや量子干渉、重ね合わせの性質（※）など、マクロの世界とは異なる特殊な性質を持ちます。これらの量子的性質を計算に利用することで、特定の問題を効率的に処理できます。従来のCPUやGPU等のプロセッサの一種として、量子を利用するQPUというものも登場しています。

（※）観測するまでは複数の状態を同時に持っているように振る舞う性質のこと。シュレディンガーの猫の話が有名ですね。あれは箱の中の猫は「生きている状態」と「死んでいる状態」が共存することになってしまうのではないか、という巨視的な観点からの問題提起です。しかし、量子の世界ではこのような不思議なことが起きるそうです。

コンピューターでは情報は0と1で表されますが、従来のビットは、一つのビットが0または1のどちらかの状態を取ります。しかしながら、量子を利用したコンピューターでは、量子の重ね合わせの性質により0と1を同時に表現することが可能になります。これらは量子ビットと呼ばれ、n個の量子ビットがある場合、2のn乗個の情報を同時に扱うことが可能となり、従来のコンピューターに比べ、分野によっては計算速度が格段に向上し大量のデータを処理することが可能になります。こちらの量子ビット数が多い量子コンピューターは、輸出規制の対象になる（正確には、該非判定で該当となる）ことがあります。

セミナー内容の抜粋

量子ビットを物理的に実現する方法には、複数の方式があります。現在商品化が期待されている量子コンピューターの方式は５種類あり、原子を利用する「イオントラップ」「中性原子」、電子を利用する「超電導」「半導体量子」、光子を利用する「光量子」があります。

量子コンピューターの中には、計算処理能力と計算処理速度によって組み合わせ最適化（莫大な情報量の中から最適な組み合わせを見つけること）と相性が良いタイプのものもあります。

組み合わせ最適化は、物流の経路やシフト作成、工場の工程計画表等に用いられる方法ですが、量子コンピューターを使用した組み合わせ最適化では化粧品処方の開発にも用いられています。

近年話題になったものとしては、化粧品ブランド『コスメデコルテ』から発売された『AQ 毛穴美容液オイル』の開発にも用いられました。

こちらのクレンジング美容液の開発に際し、量子コンピューターを使用して1,000億通り以上の成分の種類と配合量の組み合わせの中から最適なアプローチを導き出したとのことで、化粧品という身近な民生品にも量子アルゴリズムの技術が使われていると知り驚きました。

KOSEのニュースリリース（https://koseholdings.co.jp/ja/kose/news/9205/ ）

今回は本セミナーの受講のために広島県まで出張しましたが、大変勉強になり有意義な体験となりました。

また、本セミナーでは顧問先企業の方が講師として登壇されており、取扱商品の勉強をさせて頂くことができました。お忙しい中、貴重な機会を頂き有難うございました。 

見学させて頂いた、東陽テクニカ様が展示されていたダイヤモンドNVセンタ（量子センサー）の教育用キット