OPENSILICONQUANTUM

シリコン半導体量子コンピュータプロジェクト

量子コンピュータとは？

量子コンピュータは、私たちが現在使っているのとは原理的に異なる新しいコンピュータです。物質と波の両方の性質を兼ねそろえた量子と呼ばれる小さいサイズの粒子を利用します。本プロジェクトでは電子を利用し、半導体量子コンピュータを製造します。

半導体量子コンピュータの特徴

既存半導体の延長で量子コンピュータを量産化する

2Kや4Kなどの比較的高温で動作する

半導体量子コンピュータは比較的高音域の2K/4K（ケルビン）の温度帯で動作します。そのため、量子コンピュータの動作に必要な冷凍機を小型化することができ、将来的な量産化に向けた小型化が容易です。

既存半導体製造設備を利用した量産化が可能

半導体量子コンピュータは既存コンピュータの半導体製造設備を利用し、電子を利用した量子コンピュータを製造します。そのため、量産化技術や微細化技術などに最先端のプロセスを利用することができます。

微細化・集積化が可能

最先端のプロセスを利用した量子ビットの微細化が可能です。将来的な数百万単位での多くの量子ビットの製造に最適な方式となっています。

シリコン量子ドットの動作原理

電子のスピンを利用した計算

半導体量子ドットでは、電子の持つスピンを利用して計算を行います。量子コンピュータの計算原理を三次元でチップ上に閉じ込めた電子に対して、磁場をかけ、01の順位を作り出します。そこに磁場を作用させることで計算を行います。

OPEN SILICON QUANTUMで行うこと

量子コンピュータの小型化量産化に向けて

量子コンピュータのハードウェアを開発するのに最も大事なのはサプライチェーンです。量子コンピュータの製造は多くの技術の結集で出来上がっています。国内での実現性の高い半導体量子コンピュータをサプライチェーンと一緒に形作るのがOpen Silicon Quantumです。

半導体量子ドットチップの設計開発

半導体量子コンピュータの心臓部は半導体量子ドットと呼ばれるチップです。半導体チップ上に電子を三次元で閉じ込め、操作を行います。量子コンピュータはこれまでのコンピュータとは異なる原理を採用し、電子のスピンを利用した計算手法を採用しています。そのようなチップの開発を国の研究機関と共同で行います。

小型冷凍機の開発

半導体量子コンピュータを動作させるには極低温が必要です。2Kや4Kといった極低温において動作が安定するように冷凍機を開発する必要があります。また、家庭用・業務用での量子コンピュータの実現のために冷凍機を小型化する必要があり、高性能化・小型化の開発を大手企業と共に進めます。

低温CMOSチップの開発

量子コンピュータの制御や計算結果の読み出しは大変です。現在の量子コンピュータ開発の現場では大型の測定器や制御マシンを駆使していますが、近い将来的にはこれを冷凍機の中にワンチップとして入れ込む必要があります。低温環境におけるCMOSチップの開発によって配線数を減らし、量産化に向けた大きな一歩を進める必要があります。

量子コンピュータ設計開発の実績

高度な技術を達成した実績

blueqat社では2008年に自社独自（当時はMDR株式会社）の超伝導量子ビットの開発に成功し、その後産総研から量子コンピュータ用のチップの設計開発委託などの受注実績がございます。経産省・特許庁のプログラムIPASなどにも採用され、ハードウェアにおける特許の実績も多数ございます。過去の実績をもとに、今回の半導体量子ビットでは多くの企業や国の研究所とタッグを組んで新型量子コンピュータの開発に取り組んでおります。

IPAS採用時のリリース

小型半導体量子コンピュータの作る未来

量産化に向けた一歩

小型化で一気に普及を

これまでの量子コンピュータは部屋いっぱいに機材が積まれたような実験設備のようなものでした。2021年以降世界中で小型のデスクトップ型もしくはサーバーラック型の量子コンピュータの製造が本格化しています。その中でも弊社は半導体を選択いたしました。小型冷凍機と低温CMOSチップの組合せにより小型量子コンピュータを実現することができ、家庭や企業に多くの量子コンピュータを届けることができるようになります。

フルスタックの量子コンピュータ

量子コンピュータはソフトウェア・ミドルウェア・ハードウェアとすべてがそろわないと利用することができません。blueqatではこれまでに多くのソフトウェア・ミドルウェアを開発してきました。小型量子コンピュータの実現によって誰でも量子コンピュータが利用できるようになります。

AIがより身近に

現在のコンピュータでは消費電力やコストの問題でAIを高度に活用するのは難しくなっています。将来的な量子コンピュータに期待されるのは大量データの処理と低消費電力性を兼ねそろえた未来のデータ社会に最適な新型のコンピュータです。

AMAZON社
量子コンピュータパートナー企業

世界で１１社のみのパートナー企業

弊社は現在世界で１１社のみのアマゾン社の量子コンピュータパートナー企業としてミドルウェア・ソフトウェア分野において国内外において活動をしております。豊富なソフトウェア・ミドルウェア分野の実績とノウハウを活用いたします。

詳細はこちら

商用のオンライン量子コンピュータアプリ開発環境BLUEQAT CLOUD

インストール不要。ブラウザログインだけで世界中どこからでもどの端末からでも量子コンピュータのアプリ開発が可能に。国内外の大手企業など多数が採用。

弊社では量子コンピュータ向けのアプリ開発を支援しています。簡単に誰でもログインするだけで利用できるblueqat cloudを利用すれば、無料ですぐに開発を始めることができます。pythonプログラミング言語とjupyternotebookベースの量子コンピュータ開発環境を提供しています。

いろいろな種類の量子コンピュータにつながる

blueqat cloudでは、様々な量子コンピュータの計算方式やマシンを利用できます。

blueqat cloudでは開発したアプリをそのまま世界中の量子コンピュータに簡単なコードで接続ができます。超伝導方式、イオントラップ、2022年には冷却原子方式も登場予定です。BosoniQのツールを介して光量子コンピュータのアプリ開発も可能です。

from blueqat import Circuit

from bqcloud import Device

task = api.execute(Circuit().h[0].cx[0, 1], Device.IonQDevice, 10, "hello-world")

task = api.execute(Circuit().h[0].cx[0, 1], Device.Aspen11, 10, "hello-world")

光量子コンピュータプログラミング

photonqatを利用した光量子コンピュータプログラミング

import photonqat as pq

import numpy as np import

matplotlib.pyplot as plt

F = pq.Fock(2, cutoff = 15).D(0, 1+1j).S(1, r).run()

(x, p, W) = F.Wigner(0, plot = 'y', xrange = 5.0, prange = 5.0)

量子コンピュータクラウドサービス

およびコミュニティを運用中

グローバルな量子コンピュータのネットワークを構築しています。

1000名

blueqat cloudユーザー数

無料で利用できる量子コンピュータクラウドサービスの登録者数です。

サービスへのリンク

2800名

blueqat勉強会ユーザーグループ

量子コンピュータに関するウェビナーや勉強会を開催しています。

勉強会グループはこちら

2500名

blueqatオンラインコミュニティ

日々情報交換、質問の場としてのオンラインコミュニティが運用されています。

オンラインコミュニティはこちら

東京大学「量子ソフトウェア」寄付講座

量子コンピュータの社会応用を目指し、多くの企業で東京大学量子ソフトウェア寄付講座を運用しています。

寄付講座の概要

国立大学法人東京大学（総長：藤井輝夫、以下「東京大学」）、SCSK株式会社（代表取締役執行役員社長最高執行責任者：谷原徹）、株式会社NTTデータ（代表取締役社長：本間洋）、株式会社電通国際情報サービス（代表取締役社長：名和亮一）、日鉄ソリューションズ株式会社（代表取締役社長：森田宏之）、株式会社三井住友フィナンシャルグループ（執行役社長グループCEO：太田純）・株式会社日本総合研究所（代表取締役社長：谷崎勝教）、日本電気株式会社（代表取締役執行役員社長兼CEO：森田隆之）、日本ユニシス株式会社（代表取締役社長：平岡昭良）、富士通株式会社（代表取締役社長：時田隆仁）、およびblueqat株式会社（代表取締役社長：湊雄一郎）の10者（以下、東京大学を除く9者を「協賛企業」）は、量子コンピュータによる新しい量子機械学習手法（注1）の研究や量子アプリケーションの開発を目的として、2021年6月1日～2024年5月31日（3年間）に「量子ソフトウェア」寄付講座を設置します。本寄付講座は、東京大学大学院理学系研究科に設置し、同研究科に附属している「知の物理学研究センター」と協力して推進して参ります。

寄付講座の目的

本寄付講座では、量子コンピュータと、情報圧縮に役立つテンソルネットワーク（注2）や情報抽出を行うサンプリング手法などの組み合わせによる新しい量子機械学習手法や量子アプリケーションの開発、大規模シミュレーションによる量子コンピュータの背後に潜む物理の理解、最先端知見の獲得を通じ、社会実装における課題の解決、および、量子ネイティブな専門人材育成を目的に掲げています。

「量子ソフトウェア」寄付講座ウェブサイト

東京大学「量子ソフトウェア」寄付講座の設置リリース