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胜负尚未定，日本量子计算机发起反攻

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日本的量子计算机研发已进入新阶段。此前主要以大学和研究机构的基础研究为主，目前富士通、NEC和日立制作所着眼于商业化，已全面启动开发。日本企业试图在美国谷歌等主导的量子计算机国际竞争中卷土重来。日本国产计算机的开发将对原材料、医药和汽车等广泛产业的竞争力产生影响。

日本NEC将开发功能特化型的量子计算机

“目前并未决出胜负”，富士通的量子研究所所长佐藤信太郎如此强调。

2021年4月，富士通与理化学研究所（简称理研）在埼玉县和光市成立联合研究中心，有约20名研究人员参加，一直在开发应对广泛计算的通用型量子计算机。2023年度将首次造出实机，与富士胶片等合作，积累未来所需的知识。

富士通制造的是利用“超导”电路进行计算的64个量子位的实机。量子位是计算的基本单位，同时也是成为高速化关键的重要指标。2021年，IBM实现了127个量子位的处理器。美国企业处于领先地位，但目前日本仍有望迎头赶上。

富士通力争2026年度以后实现1000个量子位。同时加快解决计算错误。富士通与大阪大学展开联合研究，计划2024年度以后通过实机验证。谷歌和IBM的计算机纠错也非常困难，如果日本企业在技术开发方面领先，将占据优势。

对于超级计算机需要好几亿年才能解答的难题，量子计算机具有几分钟或几小时就能解答的潜力。但量子计算机仍处于发展途中，开发竞争将是一场持久战。谷歌提出了到2029年实现实用化的目标，但即使是资金和人才实力雄厚的谷歌，要实现目标依然面临很高的障碍。哪家企业成为胜利者仍存在变数，各家将通过各种战略推进开发。

与美国IT巨头和富士通开发的通用型不同，NEC将致力于开发特化型量子计算机。这种计算机也被称为量子退火(annealing)型，可高速解答“组合优化”的问题，比如从多条候选路径中选出最高效的物流路线等。

虽然量子退火型计算机能解答的问题种类有限，但有望比通用型量子计算机更早实现实用化。NEC于3月宣布，已开发出包括超导电路芯片在内的计算基本元件。将与日本产业技术综合研究所合作，到2023年建造100个量子位的实机，通过云平台向企业等提供研究目的的服务。

NEC目前将专注于特化型计算机的开发，同时希望将来应用于通用型。超导技术和控制模式等“基础技术的6～7成（在通用型和特化型上）相通”，NEC董事白根昌之指出，今后将探索广泛应用的可能性。

量子计算机的开发以超导方式为主流，但存在很难增加量子位等诸多课题。近年来，用离子（带电原子）制造量子位的“离子阱(Ion trap)”和采用冷却至极低温的原子的“冷却原子”等方式受到关注，各种技术得到讨论。

日立将挑战的是采用硅的方式。对硅基板进行微细加工后形成的小“箱子”，将电子封闭其中，实现量子位。要精准控制远远小于原子的1个电子，需要高度技术，如果按量子位的数量比较，研究的进展落后于超导方式。

另一方面，这种方式的优点是能利用微细加工等现有半导体技术，有利于基于大规模集成的未来高性能化。要实现真正的量子计算机，需要将量子位的数量增加至100万的规模。日立计划以2030年达成作为目标，不断克服技术上的课题。

日立1989年在英国剑桥大学设置了研发基地，之前一直在这里推进量子计算机的基础性研究，但今后将通过东京国分寺的研究团队等推进开发。

矢野经济研究所2021年发布的预测显示，量子计算机的日本国内市场规模将从2022年度的187亿日元增加至2030年度的2940亿日元。相关产业的范围有望扩大。

日本在基础技术方面做出贡献

被称为“梦幻技术”的量子计算机概念原本是由美国物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)等人于1980年代提出的。理查德·费曼在1965年与朝永振一郎一起荣获了诺贝尔物理学奖。1990年代以后相关研究正式开始，日本也在技术层面做出了重要贡献。

1999年，NEC的中村泰信（当时）等人在世界上首次成功验证了采用超导固体元件的量子位运行，迈出了实现量子计算机的重要一步。中村泰信目前在理化学研究所担任量子计算机研究中心的负责人，拉动着日本的研发活动。

理研将推进2022年度内造出日本“国产第一台”超导量子计算机的计划。中村等人的知识和技术还被分享给与理研合作的富士通。大学、研究机构与企业的合作加速，日本的量子计算机开发已迎来新阶段。

在理研量子计算机研究中心担任副负责人的古泽明将挑战采用光子的自研方式。古泽明作为采用光子传送信息的“量子隐形传态（Quantum teleportation）”研究的第一人而闻名。2021年宣布与NTT合作，成功开发出成为实现光量子计算机核心技术的光源。

2019年，谷歌实现“量子霸权”，即通过量子计算机用约3分钟解答出用最尖端超级计算机需要1万年的问题。相关开发竞争日趋激化。在近年来的研发中，日本一直落后于海外企业。拥有“诺奖级别”成绩的研究人员和企业的合作，承载着让日本东山再起的期待。

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