NTTとOptQCが光量子コンピュータ実現に向け連携、2030年に100万量子ビットへ

NTTとOptQCはこのほど、光量子コンピュータの実現に向けた連携協定を締結し、「NTT R&Dフォーラム2025」の中で記者説明会を開催した。両社は量子コンピュータの実用化に不可欠なスケーラビリティと信頼性を確保するため、光増幅技術や光多重化技術などを光量子コンピュータの開発に応用し、早期の実用化を目指す。

（写真左から）NTT 代表取締役社長社長執行役員 CEO 島田明氏、OptQC 代表取締役CEO 高瀬寛氏

光量子コンピュータ開発の背景

近年の社会には、メリットが大きいにも関わらず従来のコンピュータでは計算処理能力が障壁となり解決が難しい社会課題が存在する。例として、新薬の開発や新材料の設計、金融の最適化や気候変動の予測などが挙げられる。これに対し、複雑な問題の解決に強みがあるとされる量子コンピュータの実現が期待されている。

しかし現実的には、量子コンピュータは非常に繊細で、わずかなノイズや揺らぎによって量子状態が乱れ、意図する結果が得られない場合もある。また、量子ビット数が多いほど複雑な問題の解決に寄与できるのだが、実用化に向けては100万量子ビット規模の生成と、誤り訂正技術を用いた数千の論理量子ビットの安定的な制御が必要となる。

複雑な問題の解決には多くの量子ビットが必要となる

現在は量子コンピュータの実現に向けて、超電導方式や中世原子方式、イオントラップ方式など、複数の方式が世界中で検討されている。しかし、これらの方式は極低温環境や真空を実現するための大規模な制御装置が必要だ。そのため、技術の実現とスケーラビリティにハードルが残される。

こうした中で、NTTが開発を進める「光量子コンピュータ」は、消費電力の低さに加え、常温・常圧でも動作可能であることから、新しいアプローチとして期待される。

従来の方式のと光量子方式の比較

NTTはこれまでに培った光通信技術を軸としたIOWN（Innovative Optical and Wireless Network）構想の下、量子光源としても活用可能な光増幅技術や光多重化技術、量子分野への応用が期待される誤り訂正技術の研究開発を進めてきた。

このうち、光増幅技術を活用した量子光源により、世界に先駆けて従来の1000倍以上の高速な量子の生成を実現している。

NTTの光技術は量子コンピュータにも応用可能だという

一方のOptQCは、東京大学における25年以上の光量子コンピュータの基礎研究を土台として設立されたスタートアップ企業。常温・常圧で動作する光量子コンピュータの実現や、光増幅器を用いた超広帯域量子測定、誤り訂正のための量子ビット生成など、光量子コンピュータの根幹となる技術を研究してきたメンバーを中心に立ち上がった。

両社の取り組みの概要

両社は今回の連携協定により、NTTが持つ光通信技術と、OptQCが有する光量子コンピュータ開発技術を融合し、スケーラブルで信頼性の高い実用的な光量子コンピュータの実現を目指す。

具体的には、2030年までに、量子コンピュータの実用性の指標となる100万量子ビット規模のスケーラビリティと、信頼性を担保する誤り耐性技術の確立を達成することを目標としている。

開発ロードマップ

「NTT R&Dフォーラム2025」の基調講演でNTT代表取締役社長の島田明氏が話していたように、光技術を活用した量子コンピュータは常温・常圧で動作するためエネルギー効率に優れ、時間多重の特性により広い空間が不要だ。

また、光の周波数で動作するため高速で、量子コンピュータを汎用利用するために必要な量子ビット数の拡大を、他の方式と比較して10分の1～100分の1の消費電力で実現可能である。

島田氏は「2025年時点では数百～数千量子ビットがスタンダードであるが、NTTとOptQCの連携協定により、2027年に国内トップレベルの1万量子ビット、2030年には世界トップレベルの100万量子ビットの実現を目指す」と展望を示した。

1万量子ビットが実現できれば、従来のコンピュータで数日かかる大規模な通信・交通・エネルギー配信などを状況に応じて最適化する計算を数分で完了できるそうだ。同様に、100万量子ビットでは食糧問題の解決が期待される窒素固定の問題に対し、従来のコンピュータでは10兆×1兆年という途方もない時間を要する計算を、量子コンピュータはわずか4日で完了できる。

OptQC代表取締役CEOの高瀬寛氏は、「当社の強みは世界トップの研究人材。今回のNTTの連携では実機の研究開発はもちろん、社会実装やサプライチェーン構築までを視野に入れている」と語っていた。