量子コンピューティング時代に向けた戦略を提示するレポートを日本IBMが発表

日本IBMは9月21日、オンラインで記者説明会を実施し、経営層に対して量子コンピューティングがもたらす将来のビジネス変革に備える戦略を提示する「The Quantum Decade(量子が迎える10年後) 日本語版」を公開したと明らかにした。

量子コンピューティング時代に向けた3つのフェーズ

冒頭、日本IBM 戦略コンサルティング アソシエイト・パートナー 兼 Quantum Industry & Technical Service Japan Leadの西林泰如氏は「重要な観点としては、量子コンピューティングの技術の本質を理解し、現在地を認識するとともに将来的なビジネスの価値、優位性を追求るための道筋をガイドする構成とした。特に、金融、化学、医療、ライフサイエンス、航空、製造、物流など、さまざまな業界ごとに変革要素が見込まれることを示している」と説明。

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  日本IBM 戦略コンサルティング アソシエイト・パートナー 兼 Quantum Industry & Technical Service Japan Leadの西林泰如氏

量子コンピューティングの発展や実用化に向け、事業への適用の研究や業界を超えた連携が活発化しており、今後は量子コンピュータの性能向上や利用機会の拡大に伴い、特性を理解したうえで新たな応用領域や活用方法の創出が求められているという。

The Quantum Decade 日本語版では、同社の量子分野の専門家が中心となり、量子コンピューティングがもたらす革新への対応や業界別の応用について提唱。同レポートでは、量子コンピューティング時代に向けた戦略を「認識」「準備」「優位性」の3つのフェーズに定義し、それぞれのフェーズでの対応や可能性を示している。

章立ては、第1章が「量子に関する認識と発見の時代」、第2章は「量子時代への準備と実験の威力」、第3章では「量子優位性とビジネス価値の追求」となる。

業界それぞれの課題や量子技術の応用については「銀行・金融市場」「化学・石油」「医療」「ライフサイエンス」「航空」といった業界において、量子コンピューティングの適用で従来のシステムでは解決できない課題への対処や業務プロセスの刷新、製品開発における市場投入サイクル短縮の可能性を示している。

コンピューティングは分析の時代から発見の時代へ

西林氏は「2021年現在、今後の10年間(Decade)を見通せば、重要なターニングポイントに立っている。これは、量子コンピューティングを活用した優位性の時代に至るための準備期間だ。そのため、“Quantum Ready(量子時代への準備)”の時代を歩み、革新的な技術がもたらす将来の可能性への認識、産学官一体の取り組みとして技術革新が加速度的に進む中で、より最新の準備を推進していくことが必要だ」と強調する。

そのような現状認識をふまえた量子コンピューティングのキーテクノロジーとして、古典的なコンピュータシステムである「ビット」、AIシステムの単位となる「ニューロン」、量子システムを構築するうえで不可欠な「量子ビット」の3つのコンピューティング、システムを同氏は挙げている。

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  量子コンピューティングにおけるキーテクノロジーの概要

そして、これらをベースに量子コンピューティング単独ではなく、三位一体が生み出すシナジー(相乗)効果こそがコンピューティングの未来をけん引する力になるという。西林氏は「これまではビッグデータからアナリティクスと、情報を分析して多様な洞察を得ていく時代だった。一方、量子コンピューティングは分析の時代から発見の時代へと進化するコンピューティングのパラダイムシフトだ」と話す。

と言うのも、ムーアの法則が終焉を迎え、古典コンピューティング(ビット)が限界に達しつつある中で、量子コンピューティングは革新的に向上し、需要が高まりつつ状況があるからだ。そのようなことから、量子コンピューティングはビジネスや社会が直面する複雑な問題を素早く解決するという。

Quantum Dacadaが示す特徴は、新素材の発見や複雑な金融リスク管理といった「指数関数的に難解になる問題を解決するように求めるプレッシャーの高まり」、ハードウェア性能が2021年の127量子ビットから2023年には1000量子ビットに向上するなど「転換期を迎える量子技術」、オープンイノベーションによる共同学習の促進をはじめとした「量子エコシステムのスケーリング(拡張)」の3点となる。

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  Quantum Dacadaが示す特徴

量子コンピューティングをビジネスに活用するための“準備”

こうした特徴をふまえつつ、ビジネスに量子コンピューティングを活用するために、どのように準備を進めていくのか、ということは重要だという。西林氏は「現在、DX(デジタルトランスフォーメーション)がさまざまな文脈で用いられているが、量子コンピューティングに関してもDXを促進する重要なキードライバーだと当社は考えている」と説明する。

そのような状況下において、量子コンピューティングの可能性を見据えて、どのように将来に向けた投資を図ればいいのか。この点について、同氏は「現在の準備期間に量子コンピューティングに投資することは、加速度的に効果が倍々になっていくことが見込まれている」との認識を示す。

同氏によると、将来に向けた飛躍的な成長を考えるならば、量子コンピューティングの投資に着手することは順当な取り組みだという。

そのための準備としては、量子コンピューティングのハードウェアからドライバー、コンパイラ、オプティマイザー、アプリケーション、各種ライブラリなどを考えると同時に、実際の技術サービスをビジネスモデルと連動させて、フルスタックで考えていくことが重要だと指摘する。

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  量子スタックコンポーネントと必要なスキルの概要

量子優位性を発揮するための取り組み

では、優位性を発揮するための取り組みとしては、どのようなことがあるのだろうか。西林氏は「既存システムに量子コンピュータを組み合わせながら、三位一体(ビット、ニューロン、量子ビット)もしくはシナジーを重視しながら量子コンピューティングを活用していくことが、早期に効果を生み出すだろう」との見通しだ。

このため、量子コンピューティングが普及段階に入るステップとして、一部の研究者間で話題になる第1段階、ブレイクスルーが構造化されて当たり前のものになる第2段階、より複雑で革命的なブレイクスルーが起こる第3段階を経ていくという。

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  3段階で量子コンピューティングはビジネスに価値をもたらすという

同氏は「量子優位性はビジネスや科学の分野に欠かせない計算タスクの効率性や費用対効果、または品質などに量子コンピュータを用いることで向上する場合に生じ、徐々にビジネス価値を考えていくことがカギになる」と語る。そして、現状では短期的、中期的に量子コンピューティングは「シミュレーション」「代数関数」「探査とグラフ」の3つの領域において効果的な活用が見込まれている。

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  現状では3つの領域において量子コンピューティングの効果的な価値が見込まれている

一方、業界別の活用法としては、銀行・金融市場では「ターゲティングと予測」「リスクプロファイリング」「トレーディングの最適化」、化学・石油は「触媒や界面活性剤などの化学製品の開発」「原料輸送、精製、製品市場投入プロセスの最適化」「貯留層の採掘量拡大」を挙げている。

また、医療は「診断支援」「保険料とプライシング」「プレシジョン・メディスン(個別化医療、精密医療)」、ライフサイエンスでは「ゲノムとアウトカムの結び付けによる高精度医療の実現」「低分子創薬の効率性効果による患者のアウトカム改善」「タンパク質の立体構造予測にもとづく新たな生物学的製剤の開発」、航空は「航空会社の運営上におけるインシデントの解決」「乗客の状況に合わせて個別化されたサービスの拡充」「航空ネットワーク計画の包括的な最適化」となる。

量子コンピューティング活用を推進する「Quantum Industry & Technical Services」

続いて、日本IBM 戦略コンサルティング シニア・マネージング・コンサルタント 兼 IBM Quantum Industry & Technical Services Japan Subleaderの橋本光弘氏が、量子コンピューティング活用を推進するサービス・ビジネス開発部門「Quantum Industry & Technical Services(QI&TS)」を紹介した。

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  日本IBM 戦略コンサルティング シニア・マネージング・コンサルタント 兼 IBM Quantum Industry & Technical Services Japan Subleaderの橋本光弘氏

同氏はQI&TSについて「量子コンピューティングの活用を支援するサービスビジネス開発部門であり、量子コンピューティング活用のための新たなオファリングや先端技術活用のためのコンサルティングサービスなどを提供する」と説く。

具体的には、戦略策定から適応可能性の評価やユースケースの見極め、各種トレーニング、実機を用いた検証・評価の支援、ユースケースの共同開発などを包括的に提供。代表的なオファリングは、グローバルで展開している顧客を量子優位性に導くための「IBM Quantum Accelerator Program」を提供する。

そして、橋本氏は西林氏が言及した量子優位性の各フェーズ(認識、準備、優位性)に関して改めて説明した。

認識においては「分散駆動型から発見駆動型への進化」「量子技術の進化の転換点」「オープンエコシステムの拡大」の3つの潮流を“認識”すべきであり、準備では量子コンピューティングによる機会・脅威を特定して、経営・事業戦略に組み込む「戦略」、適用可能性を評価できるリテラシーを身に付ける「テクノロジー」、ソリューションを生み出すプロセス・組織・人材、パートナーシップを立ち上げる「組織・オペレーション」を“準備”すべきだという。

優位性については(1)組織が必要とする量子コンピューティングスキルの獲得、(2)潜在的な量子コンピューティングアプリケーションの特定、(3)各アプリケーションの優先順位の評価、(4)期待されるビジネスインパクトの見定め、(5)実行計画の策定と実行の5つのステップが必要との見立てだ。

同部門が提供する価値は「技術動向や業界へのインパクトの把握」「有効な事業機会の把握と潜在的ユースケースの特定」「実機を用いた課題解決の可能性や優位性の検証」「事業戦略ロードマップへの組み込みや実行施策の設定」「顧客の事業領域におけるユースケースの共同開発」の5点となる。

最後に、橋本氏は「QI&TSは私と西林を含め、量子コンピューティングの計算科学者や開発者、コンサルタントなどで構成している。そのため、各フェーズにおいて獲得すべき要件などについて、経営的・技術的視点を組み合わせて量子優位性の実現を支援できる組織だ」と締めくくった。