富士通、2030年度に1万物理量子ビット超の「超伝導量子コンピューター」構築目指す

　富士通は、実用的な量子計算の実現に向けて、2030年度に1万物理量子ビット超の超伝導量子コンピューターの構築を目指し、研究開発を開始すると発表した。

　同超伝導量子コンピューターにより、250論理量子ビットの動作を目指すほか、同社が開発する初期段階のFTQC（early-FTQC）のアーキテクチャである「STARアーキテクチャ」を使用して、材料物性などの分野において実用的量子計算の実現を目指すという。これらに向けて、各技術領域において大規模化技術を開発していくとしている。

　その一環で、同社はこのほど、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）が公募した、「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」のテーマ「量子コンピューターの産業化に向けた開発の加速」に実施予定先として採択されたという。同事業は産業技術総合研究所および理化学研究所との共同研究を通じて推進し、事業期間は2027年度までの予定とのことだ。

採択された同事業について

　同社は、2030年度に1万物理量子ビット超の超伝導量子コンピューターを実現すべく、同事業において、次の大規模化技術の開発を行い、設計指針の確立を目指すとしている。

1. 高スループット・高精度量子ビット製造技術の開発：超伝導量子ビットの核となるジョセフソン接合は微細な素子であり、その寸法は、量子ビットの固有周波数と相関を持つという。量子ビットの周波数ばらつきを抑制するために、同素子の製造精度の向上に取り組むとしている
2. チップ間インターコネクト技術の開発：複数の量子ビットチップを接続することで量子コンピューターを大規模化する技術を開発するという。具体的には、チップを相互に接続する配線・実装技術などに取り組むとのことだ
3. 高密度実装・低コスト量子ビット制御技術の開発：超伝導量子コンピューターでは、量子ビットデバイスを極低温に冷却するための希釈冷凍機が必要だという。希釈冷凍機内部の部品点数や発熱量を削減するために、読み出し信号を周波数多重化する技術や極低温で動作する増幅器などを開発するとのことだ
4. 量子エラー訂正向けデコーディング技術の開発：FTQCの実現には、大量の量子ビット制御器機から測定結果を集約しエラー箇所を推定するデコーディング技術が必要だという。同技術を確立するためのシステム設計に取り組むとしている

　富士通は、2030年度以降には超伝導・ダイヤモンドスピンの接続、2035年度には複数量子ビットチップのリモート接続も視野に、1000論理量子ビットの実現を目指すという。同社は今後も、量子コンピューターの実用化および産業化に向けた試みをあらゆるレイヤーで進めていくと述べている。

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